Solar Hydrogen Production Using Carbon Quantum Dots and a Molecular Nickel Catalyst

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 18, 2015, Pages 6018-6025

  Martindale, Benjamin C M ^a   Hutton, Georgina A M ^a   Caputo, Christine A ^a   Reisner, Erwin ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON; CATALYSTS; HYBRID SYSTEMS; HYDROGEN PRODUCTION; IRRADIATION; NANOCRYSTALS; NICKEL; PHOTOCATALYSIS; PHOTOSENSITIZERS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SOLAR POWER GENERATION; SOLAR RADIATION; TRANSITION METAL COMPOUNDS; TRANSITION METALS;

3D TRANSITION METALS; ABSORBING MATERIALS; HETEROGENEOUS CATALYST; HIGH QUANTUM EFFICIENCY; MULTIGRAM SYNTHESIS; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; PHOTOCATALYTIC SYSTEMS; SOLAR HYDROGEN PRODUCTION;

CATALYST ACTIVITY;

CARBON; HYDROGEN; NICKEL; QUANTUM DOT;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CATALYST; CHEMICAL STRUCTURE; MATHEMATICAL COMPUTING; PHOTOCATALYSIS; SOLAR RADIATION;

EID: 84929353094     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b01650     Document Type: Article

References (59)

1. Luo, J.; Im, J.-H.; Mayer, M. T.; Schreier, M.; Nazeeruddin, M. K.; Park, N.-G.; Tilley, S. D.; Fan, H. J.; Grätzel, M. Science 2014, 345, 1593 - 1596
2. McKone, J. R.; Lewis, N. S.; Gray, H. B. Chem. Mater. 2014, 26, 407 - 414
3. Tachibana, Y.; Vayssieres, L.; Durrant, J. R. Nat. Photonics 2012, 6, 511 - 518
4. Teets, T. S.; Nocera, D. G. Chem. Commun. 2011, 47, 9268 - 9274
5. Gross, M. A.; Reynal, A.; Durrant, J. R.; Reisner, E. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 356 - 366
6. Lakadamyali, F.; Reisner, E. Chem. Commun. 2011, 47, 1695 - 1697
7. Caputo, C. A.; Gross, M. A.; Lau, V. W.; Cavazza, C.; Lotsch, B. V.; Reisner, E. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 11538 - 11542
8. Han, Z.; Qui, F.; Eisenberg, R.; Holland, P. L.; Krauss, T. D. Science 2012, 338, 1321 - 1324
9. Wen, F.; Li, C. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2355 - 2364
10. Tran, P. D.; Wong, L. H.; Barber, J.; Loo, J. S. C. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5902 - 5918
11. Wilker, M. B.; Shinopoulos, K. E.; Brown, K. A.; Mulder, D. W.; King, P. W.; Dukovic, G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4316 - 4324
12. Lakadamyali, F.; Kato, M.; Muresan, N. M.; Reisner, E. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9381 - 9384
13. Yin, M.; Ma, S.; Wu, C.; Fan, Y. RSC Adv. 2015, 5, 1852 - 1858
14. Smith, I. C.; Hoke, E. T.; Solis-Ibarra, D.; McGehee, M. D.; Karunadasa, H. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 11232 - 11235
15. Niu, G.; Li, W.; Meng, F.; Wang, L.; Dong, H.; Qiu, Y. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 705 - 710
16. Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.; Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2009, 8, 76 - 80
17. Kuriki, R.; Sekizawa, K.; Ishitani, O.; Maeda, K. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2406 - 2409
18. Cao, L.; Wang, X.; Meziani, M. J.; Lu, F.; Wang, H.; Luo, P. G.; Lin, Y.; Harruff, B. A.; Veca, L. M.; Murray, D.; Xie, S.-Y.; Sun, Y.-P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11318 - 11319
19. Ding, C.; Zhu, A.; Tian, Y. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 20 - 30
20. Wang, F.; Chen, Y.; Liu, C.; Ma, D. Chem. Commun. 2011, 47, 3502 - 3504
21. Wang, K.; Gao, Z.; Gao, G.; Wo, Y.; Wang, Y.; Shen, G.; Cui, D. Nanoscale Res. Lett. 2013, 8, 122 - 131
22. Baker, S. N.; Baker, G. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6726 - 6744
23. Lim, S. Y.; Shen, W.; Gao, Z. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 362 - 381
24. Tian, L.; Ghosh, D.; Chen, W.; Pradhan, S.; Chang, X.; Chen, S. Chem. Mater. 2009, 21, 2803 - 2809
25. Yeh, T.-F.; Syu, J.-M.; Cheng, C.; Chang, T.-H.; Teng, H. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2255 - 2262
26. Yeh, T.-F.; Teng, C.-Y.; Chen, S.-J.; Teng, H. Adv. Funct. Mater. 2014, 26, 3297 - 3303
27. Yang, P.; Zhao, J.; Wang, J.; Cui, H.; Li, L.; Zhu, Z. RSC Adv. 2015, 5, 21332 - 21335
28. Liu, H.; Ye, T.; Mao, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6473 - 6475
29. Deng, J.; Lu, Q.; Mi, N.; Li, H.; Liu, M.; Xu, M.; Tan, L.; Xie, Q.; Zhang, Y.; Yao, S. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 4993 - 4999
30. Guo, C. X.; Zhao, D.; Zhao, Q.; Wang, P.; Lu, X. Chem. Commun. 2014, 50, 7318 - 7321
31. Bourlinos, A. B.; Stassinopoulos, A.; Anglos, D.; Zboril, R.; Karakassides, M.; Giannelis, E. P. Small 2008, 4, 455 - 458
32. Yang, Z.-C.; Wang, M.; Yong, A. M.; Wong, S. Y.; Zhang, X.-H.; Tan, H.; Chang, A. Y.; Li, X.; Wang, J. Chem. Commun. 2011, 47, 11615 - 11617
33. Park, S. Y.; Lee, H. U.; Park, E. S.; Lee, S. C.; Lee, J.-W.; Jeong, S. W.; Kim, C. H.; Lee, Y.-C.; Huh, Y. S.; Lee, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 3365 - 3370
34. Liu, S.-S.; Wang, C.-F.; Li, C.-X.; Wang, J.; Mao, L.-H.; Chen, S. J. Mater. Chem. C 2014, 2, 6477 - 6483
35. Zhou, J.; Sheng, Z.; Han, H.; Zou, M.; Li, C. Mater. Lett. 2012, 66, 222 - 224
36. Strauss, V.; Margraf, J. T.; Dolle, C.; Butz, B.; Nacken, T. J.; Walter, J.; Bauer, W.; Peukert, W.; Spiecker, E.; Clark, T.; Guldi, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17308 - 17316
37. Wang, X.; Cao, L.; Lu, F.; Meziani, M. J.; Li, H.; Qi, G.; Zhou, B.; Harruff, B. A.; Kermarrec, F.; Sun, Y.-P. Chem. Commun. 2009, 25, 3774 - 3776
38. Tang, D.; Zhang, H.; Huang, H.; Liu, R.; Han, Y.; Liu, Y.; Tong, C.; Kang, Z. Dalton Trans. 2013, 42, 6285 - 6289
39. Yu, H.; Zhao, Y.; Zhou, C.; Shang, L.; Peng, Y.; Cao, Y.; Wu, L.-Z.; Tung, C.-H.; Zhang, T. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 3344 - 3351
40. Wu, W.; Zhan, L.; Ohkubo, K.; Yamada, Y.; Wu, M.; Fukuzumi, S. J. Photochem. Photobiol., B 2015, in press, doi: 10.1016/j.jphotobiol.2014.10.018.
41. Cao, L.; Sahu, S.; Anilkumar, P.; Bunker, C. E.; Xu, J.; Shiral Fernando, K. A.; Wang, P.; Guliants, E. A.; Tackett, K. N.; Sun, Y.-P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4754 - 4757
42. Sahu, S.; Liu, Y.; Wang, P.; Bunker, C. E.; Shiral Fernando, K. A.; Lewis, W. K.; Guliants, E. A.; Yang, F.; Wang, J.; Sun, Y.-P. Langmuir 2014, 30, 8631 - 8636
43. Ghosh, S.; Chizhik, A. M.; Karedla, N.; Dekaliuk, M. O.; Gregor, I.; Schuhmann, H.; Seibt, M.; Bodensiek, K.; Schaap, I. A. T.; Schulz, O.; Demchenko, A. P.; Enderlein, J.; Chizhik, A. I. Nano Lett. 2014, 14, 5656 - 5661
44. Peng, H.; Travas-Sejdic, J. Chem. Mater. 2009, 21, 5563 - 5565
45. Zhou, J.; Booker, C.; Li, R.; Zhou, X.; Sham, T.-K.; Sun, X.; Ding, Z. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 744 - 745
46. Li, X.; Zhang, S.; Kulinich, S. A.; Liu, Y.; Zeng, H. Sci. Rep. 2014, 4, 4976
47. Cao, L.; Meziani, M. J.; Sahu, S.; Sun, Y.-P. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 171 - 180
48. Sun, Y.-P.; Zhou, B.; Lin, Y.; Wang, W.; Shiral Fernando, K. A.; Pathak, P.; Meziani, M. J.; Harruff, B. A.; Wang, X.; Wang, H.; Luo, P. G.; Yang, H.; Kose, M. E.; Chen, B.; Veca, L. M.; Xie, S.-Y. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7756 - 7757
49. Bird, C. L.; Kuhn, A. T. Chem. Soc. Rev. 1981, 10, 49 - 82
50. Watanabe, T.; Honda, K. J. Phys. Chem. 1982, 86, 2617 - 2619
51. Sakai, T.; Mersch, D.; Reisner, E. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 12313 - 12316
52. Wakerley, D. W.; Gross, M. A.; Reisner, E. Chem. Commun. 2014, 50, 15995 - 15998
53. Wilson, A. D.; Newell, R. H.; McNevin, M. J.; Muckerman, J. T.; Rakowski DuBois, M.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 358 - 366
54. Helm, M. L.; Stewart, M. P.; Bullock, R. M.; Rakowski DuBois, M.; DuBois, D. L. Science 2011, 333, 863 - 866
55. Weingarten, A. S.; Kazantsev, R. V.; Palmer, L. C.; McClendon, M.; Koltonow, A. R.; Samuel, A. P. S.; Kiebala, D. J.; Wasielewski, M. R.; Stupp, S. I. Nat. Chem. 2014, 6, 964 - 970
56. Artero, V.; Fontecave, M. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2338 - 2356
57. Reynal, A.; Willkomm, J.; Muresan, N. M.; Lakadamyali, F.; Planells, M.; Reisner, E.; Durrant, J. R. Chem. Commun. 2014, 50, 12768 - 12771
58. Pierson, H. O. Handbook of carbon, graphite, diamonds and fullerenes: processing, properties and applications; Noyes Publications: Park Ridge, New Jersey, 1993; p 98.
59. Melhuish, W. H. J. Phys. Chem. 1961, 65, 229 - 235