Water-assisted proton delivery and removal in bio-inspired hydrogen production catalysts

Dalton Transactions

Volumn 44, Issue 24, 2015, Pages 10969-10979

  Ho, Ming Hsun ^a   O'Hagan, Molly ^a   Dupuis, Michel ^a   Dubois, Daniel L ^a   Bullock, R Morris ^a   Shaw, Wendy J ^a   Raugei, Simone ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINES; CATALYSTS; DEPROTONATION; ELECTROCATALYSTS; ENERGY UTILIZATION; HYDROGEN PRODUCTION; ISOMERS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PROTONATION; STEREOSELECTIVITY; TRANSPORTATION;

CATALYTIC PATHWAYS; COMPUTATIONAL STUDIES; COORDINATION SPHERE; NICKEL BASED CATALYSTS; PRIMARY CONTRIBUTION; RENEWABLE ENERGIES; STERIC ACCESSIBILITY; TURNOVER FREQUENCY;

NICKEL;

AMINE; COORDINATION COMPOUND; HYDROGEN; NICKEL; PROTON; WATER;

BIOMIMETICS; CATALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ISOMERISM; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; OXIDATION REDUCTION REACTION;

AMINES; BIOMIMETICS; CATALYSIS; COORDINATION COMPLEXES; HYDROGEN; ISOMERISM; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MODELS, MOLECULAR; NICKEL; OXIDATION-REDUCTION; PROTONS; WATER;

EID: 84935001289     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5dt00782h     Document Type: Article

References (57)

1. T. R. Cook D. K. Dogutan S. Y. Reece Y. Surendranath T. S. Teets D. G. Nocera Chem. Rev. 2010 110 6474 6502
2. H. B. Gray Nat. Chem. 2009 1 7
3. V. S. Thoi Y. Sun J. R. Long C. J. Chang Chem. Soc. Rev. 2013 42 2388 2400
4. R. M. Bullock, Catalysis without Precious Metals, Wiley-VCH, Weinheim, 2010
5. M. Wang L. Chen L. Sun Energy Environ. Sci. 2012 5 6763 6778
6. P. Du R. Eisenberg Energy Environ. Sci. 2012 5 6012 6021
7. J. R. McKone S. C. Marinescu B. S. Brunschwig J. R. Winkler H. B. Gray Chem. Sci. 2014 5 865 878
8. R. M. Bullock A. M. Appel M. L. Helm Chem. Commun. 2014 50 3125 3143
9. D. L. DuBois Inorg. Chem. 2014 53 3935 3960
10. A. Le Goff V. Artero B. Jousselme P. D. Tran N. Guillet R. Metaye A. Fihri S. Palacin M. Fontecave Science 2009 326 1384 1387
11. V. Artero M. Chavarot-Kerlidou M. Fontecave Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 7238 7266
12. T. Liu D. L. DuBois R. M. Bullock Nat. Chem. 2013 5 228 233
13. M. J. Rose H. B. Gray J. R. Winkler J. Am. Chem. Soc. 2012 134 8310 8313
14. J. M. Camara T. B. Rauchfuss Nat. Chem. 2011 4 26 30
15. M. L. Singleton D. J. Crouthers R. P. Duttweiler J. H. Reibenspies M. Y. Darensbourg Inorg. Chem. 2011 50 5015 5026
16. S. Raugei S. Chen M.-H. Ho B. Ginovska-Pangovska R. J. Rousseau M. Dupuis D. L. DuBois R. M. Bullock Chem. - Eur. J. 2012 18 6493 6506
17. M. O'Hagan W. J. Shaw S. Raugei S. Chen J. Y. Yang U. J. Kilgore D. L. DuBois R. M. Bullock J. Am. Chem. Soc. 2011 133 14301 14312
18. M. O'Hagan M.-H. Ho J. Y. Yang A. M. Appel M. R. DuBois S. Raugei W. J. Shaw D. L. DuBois R. M. Bullock J. Am. Chem. Soc. 2012 134 19409 19424
19. J. M. Darmon S. Raugei T. Liu E. B. Hulley C. J. Weiss R. M. Bullock M. L. Helm ACS Catal. 2014 4 1246 1260
20. M. L. Helm M. P. Stewart R. M. Bullock M. R. DuBois D. L. DuBois Science 2011 333 863 866
21. M. P. Stewart M.-H. Ho S. Wiese M. L. Lindstrom C. E. Thogerson S. Raugei R. M. Bullock M. L. Helm J. Am. Chem. Soc. 2013 135 6033 6046
22. S. Chen M.-H. Ho R. M. Bullock D. L. DuBois M. Dupuis R. Rousseau S. Raugei ACS Catal. 2014 4 229 242
23. P. Das M.-H. Ho M. O'Hagan W. J. Shaw R. M. Bullock S. Raugei M. L. Helm Dalton Trans. 2014 43 2744 2754
24. D. H. Pool M. P. Stewart M. O'Hagan W. J. Shaw J. A. S. Roberts R. M. Bullock D. L. DuBois Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 15634 15639
25. J. Y. Yang S. E. Smith T. Liu W. G. Dougherty W. A. Hoffert W. S. Kassel M. R. DuBois D. L. DuBois R. M. Bullock J. Am. Chem. Soc. 2013 135 9700 9712
26. U. J. Kilgore J. A. S. Roberts D. H. Pool A. M. Appel M. P. Stewart M. R. DuBois W. G. Dougherty W. S. Kassel R. M. Bullock D. L. DuBois J. Am. Chem. Soc. 2011 133 5861 5872
27. U. J. Kilgore M. P. Stewart M. L. Helm W. G. Dougherty W. S. Kassel M. R. DuBois D. L. DuBois R. M. Bullock Inorg. Chem. 2011 50 10908 10918
28. T. Liu S. Chen M. J. O'Hagan M. Rakowski DuBois R. M. Bullock D. L. DuBois J. Am. Chem. Soc. 2012 134 6257 6272
29. S. Hammes-Schiffer Acc. Chem. Res. 2009 42 1881 1889
30. D. R. Weinberg C. J. Gagliardi J. F. Hull C. F. Murphy C. A. Kent B. C. Westlake A. Paul D. H. Ess D. G. McCafferty T. J. Meyer Chem. Rev. 2012 112 4016 4093
31. M. H. V. Huynh T. J. Meyer Chem. Rev. 2007 107 5004 5064
32. A. D. Wilson R. K. Shoemaker A. Miedaner J. T. Muckerman D. L. DuBois M. R. DuBois Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 6951 6956
33. G. M. Jacobsen R. K. Shoemaker M. J. McNevin M. Rakowski DuBois D. L. DuBois Organometallics 2007 26 5003 5009
34. R. M. Henry R. K. Shoemaker D. L. DuBois M. R. DuBois J. Am. Chem. Soc. 2006 128 3002 3010
35. M.-H. Ho, S. Chen, R. Rousseau, M. Dupuis, R. M. Bullock and S. Raugei, in Applications of Molecular Modeling to Challenges in Clean Energy, ed., G. Fitzgerald, and, N. Govind, American Chemical Society, Washington, DC, 2013, vol. 1133, pp. 89-111
36. J. Hou M. Fang A. J. P. Cardenas W. J. Shaw M. L. Helm R. M. Bullock J. A. S. Roberts M. O'Hagan Energy Environ. Sci. 2014 7 4013 4017
37. W. A. Hoffert J. A. S. Roberts R. M. Bullock M. L. Helm Chem. Commun. 2013 49 7767 7769
38. J. Y. Yang R. M. Bullock W. J. Shaw B. Twamley K. Fraze M. R. DuBois D. L. DuBois J. Am. Chem. Soc. 2009 131 5935 5945
39. C. L. Perrin T. L. Dwyer Chem. Rev. 1999 90 935 967
40. I. Kaljurand A. Kütt L. Sooväli T. Rodima V. Mäemets I. Leito I. A. Koppel J. Org. Chem. 2005 70 1019 1028
41. A. E. Reed L. A. Curtiss F. Weinhold Chem. Rev. 1988 88 899 926
42. M. K. Chantooni Jr. I. M. Kolthoff J. Am. Chem. Soc. 1970 92 2236 2239
43. A. M. Appel D. H. Pool M. O'Hagan W. J. Shaw J. Y. Yang M. Rakowski DuBois D. L. DuBois R. M. Bullock ACS Catal. 2011 1 777 785
44. J. P. Perdew Phys. Rev. B: Condens. Matter 1986 34 7406 7406
45. J. P. Perdew Phys. Rev. B: Condens. Matter 1986 33 8822 8824
46. A. D. Becke Phys. Rev. A 1988 38 3098 3100
47. D. Andrae U. Häußermann M. Dolg H. Stoll H. Preuß Theor. Chim. Acta 1990 77 123 141
48. V. A. Rassolov J. A. Pople M. A. Ratner T. L. Windus J. Chem. Phys. 1998 109 1223
49. S. Chen S. Raugei R. Rousseau M. Dupuis R. M. Bullock J. Phys. Chem. A 2010 114 12716 12724
50. S. Chen R. Rousseau S. Raugei M. Dupuis D. L. DuBois R. M. Bullock Organometallics 2011 30 6108 6118
51. M. Dupuis S. Chen S. Raugei D. L. DuBois R. M. Bullock J. Phys. Chem. A 2011 115 4861 4865
52. M.-H. Ho S. Raugei R. Rousseau M. Dupuis R. M. Bullock J. Chem. Theory Comput. 2013 9 3505 3514
53. V. S. Bryantsev M. S. Diallo W. A. Goddard III J. Phys. Chem. B 2008 112 9709 9719
54. A. Bondi J. Phys. Chem. 1964 68 441 451
55. S. F. Boys F. Bernardi Mol. Phys. 1970 19 553 557
56. S. Simon M. Duran J. J. Dannenberg J. Chem. Phys. 1996 105 11024 11031
57. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, N. J. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision A.1, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009