Metal organic frameworks for photo-catalytic water splitting

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 7, 2015, Pages 1923-1937

  Meyer, K ^a   Ranocchiari, M ^b   Van Bokhoven, J A ^a,b  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

^b PAUL SCHERRER INSTITUTE   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROCATALYSIS; ENERGY GAP; ORGANOMETALLICS;

BAND GAP CONTROL; FUNCTIONALISATION; METALORGANIC FRAMEWORKS (MOFS); PHOTO-CATALYTIC; REDOX PARTNERS; SOLID SUPPORTS; WATER SPLITTING; WATER SPLITTING REACTIONS;

METAL-ORGANIC FRAMEWORKS;

CATALYSIS; CATALYST; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; HYDROGEN; LIGHT EFFECT; OXYGEN; POROSITY; REDOX POTENTIAL;

EID: 84936870585     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ee00161g     Document Type: Review

References (125)

1. M. E. Mann Z. Zhang M. K. Hughes R. S. Bradley S. K. Miller S. Rutherford F. Ni PNAS 2008 105 13252 13257
2. C. M. Kalamaras, A. M. Efstathiou, Conference Papers in Energy, 2013, vol. 2013, p. 9
3. B. C. R. Ewan R. W. K. Allen Int. J. Hydrogen Energy 2005 30 809 819
4. J. Turner G. Sverdrup M. K. Mann P.-C. Maness B. Kroposki M. Ghirardi R. J. Evans D. Blake Int. J. Energy Res. 2008 32 379 407
5. P. Du R. Eisenberg Energy Environ. Sci. 2012 5 6012 6021
6. M. D. Kärkäs O. Verho E. V. Johnston B. Åkermark Chem. Rev. 2014 114 11863 12001
7. Molecular water oxidation catalysis: a key topic for new sustainable energy conversion schemes, ed., A. Llobet, John Wiley & Sons, Ltd., West Sussex, Unite Kingdom, 2014
8. S. Losse J. G. Vos S. Rau Coord. Chem. Rev. 2010 254 2492 2504
9. A. Kudo Y. Miseki Chem. Soc. Rev. 2009 38 253 278
10. W. A. Hermann Energy 2006 31 1685 1702
11. S. T. Stripp T. Happe Dalton Trans. 2009 9960 9969
12. G. C. Dismukes R. Brimblecombe G. A. N. Felton R. S. Pryadun J. E. Sheats L. Spiccia G. F. Swiegers Acc. Chem. Res. 2009 42 1935 1943
13. G. Renger Biochim. Biophys. Acta 2012 1817 1164 1176
14. J. Barber B. Andersson Nature 1994 370 31 34
15. Y. Tachibana L. Vayssieres J. R. Durrant Nat. Photonics 2012 6 511 518
16. K. J. Young L. A. Martini R. L. Milot R. C. Snoeberger Iii V. S. Batista C. A. Schmuttenmaer R. H. Crabtree G. W. Brudvig Coord. Chem. Rev. 2012 256 2503 2520
17. S. Hu C. Xiang S. Haussener A. D. Berger N. S. Lewis Energy Environ. Sci. 2013 6 2984 2993
18. M. G. Walter E. L. Warren J. R. McKone S. W. Boettcher Q. Mi E. A. Santori N. S. Lewis Chem. Rev. 2010 110 6446 6473
19. X. Yang R. Liu Y. He J. Thorne Z. Zheng D. Wang Nano Res. 2015 8 56 81
20. J. Luo J.-H. Im M. T. Mayer M. Schreier M. K. Nazeeruddin N.-G. Park S. D. Tilley H. J. Fan M. Grätzel Science 2014 345 1593 1596
21. S. N. Habisreutinger T. Leijtens G. E. Eperon S. D. Stranks R. J. Nicholas H. J. Snaith Nano Lett. 2014 14 5561 5568
22. J. Brillet J.-H. Yum M. Cornuz T. Hisatomi R. Solarska J. Augustynski M. Grätzel K. Sivula Nat. Photonics 2012 6 824 828
23. J.-H. Yum E. Baranoff F. Kessler T. Moehl S. Ahmad T. Bessho A. Marchioro E. Ghadiri J.-E. Moser C. Yi M. K. Nazeeruddin M. Grätzel Nat. Commun. 2012 3 631
24. O. Khaselev J. A. Turner Science 1998 280 425 427
25. S. Y. Reece J. A. Hamel K. Sung T. D. Jarvi A. J. Esswein J. J. H. Pijpers D. G. Nocera Science 2011 334 645 648
26. D. G. Nocera Acc. Chem. Res. 2012 45 767 776
27. C. R. Cox J. Z. Lee D. G. Nocera T. Buonassisi PNAS 2014 111 14057 14061
28. S. Hu M. R. Shaner J. A. Beardslee M. Lichterman B. S. Brunschwig N. S. Lewis Science 2014 344 1005 1009
29. R. E. Rocheleau E. L. Miller A. Misra Energy Fuels 1998 12 3 10
30. C. Liu J. Tang H. M. Chen B. Liu P. Yang Nano Lett. 2013 13 2989 2992
31. M. R. Shaner K. T. Fountaine S. Ardo R. H. Coridan H. A. Atwater N. S. Lewis Energy Environ. Sci. 2014 7 779 790
32. J. Y. Kim G. Magesh D. H. Youn J.-W. Jang J. Kubota K. Domen J. S. Lee Sci. Rep. 2013 3 2681
33. F. F. Abdi L. Han A. H. M. Smets M. Zeman B. Dam R. van de Krol Nat. Commun. 2013 4 2195
34. O. M. Yaghi G. Li H. Li Nature 1995 378 703 706
35. H. W. Langmi J. Ren B. North M. Mathe D. Bessarabov Electrochim. Acta 2014 128 368 392
36. A. Schneemann V. Bon I. Schwedler I. Senkovska S. Kaskel R. A. Fischer Chem. Soc. Rev. 2014 43 6062 6096
37. E. Coronado G. Minguez Espallargas Chem. Soc. Rev. 2013 42 1525 1539
38. G. Givaja P. Amo-Ochoa C. J. Gomez-Garcia F. Zamora Chem. Soc. Rev. 2012 41 115 147
39. Y. Cui Y. Yue G. Qian B. Chen Chem. Rev. 2012 112 1126 1162
40. M. Fuentes-Cabrera D. M. Nicholson B. G. Sumpter M. Widom J. Chem. Phys. 2005 123 124713
41. B. Civalleri F. Napoli Y. Noel C. Roetti R. Dovesi CrystEngComm 2006 8 364 371
42. S. Furukawa J. Reboul S. Diring K. Sumida S. Kitagawa Chem. Soc. Rev. 2014 43 5700 5734
43. F. L. Morel, X. Xu, M. Ranocchiari and J. A. van Bokhoven, in Chemistry of organo-hybrids: synthesis and characterization of functional nano-objects, ed., C. C. B. Charleux, and, E. Lacôte, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2015, ch. 6, pp. 200-232
44. C. E. Wilmer M. Leaf C. Y. Lee O. K. Farha B. G. Hauser J. T. Hupp R. Q. Snurr Nat. Chem. 2012 4 83 89
45. V. Stavila A. A. Talin M. D. Allendorf Chem. Soc. Rev. 2014 43 5994 6010
46. C. H. Hendon D. Tiana A. Walsh Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 13120 13132
47. M. T. M. Koper J. Electroanal. Chem. 2011 660 254 260
48. M. Ranocchiari J. A. van Bokhoven Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 6388 6396
49. J. Gascon A. Corma F. Kapteijn F. X. Llabrés i Xamena ACS Catal. 2013 4 361 378
50. T. Zhang W. Lin Chem. Soc. Rev. 2014 43 5982 5993
51. C. G. Silva A. Corma H. Garcia J. Mater. Chem. 2010 20 3141 3156
52. N. Dubey N. K. Labhsetwar S. Devotta S. S. Rayalu Catal. Today 2007 129 428 434
53. M. Álvaro J. F. Cabeza D. Fabuel H. García E. Guijarro J. L. Martínez de Juan Chem. Mater. 2006 18 26 33
54. A. Corma H. Garcia Chem. Commun. 2004 1443 1459
55. P. Koning, Pioneering path to electrical conductivity in 'Tinkertoy' materials to appear in science, Sandia National Laboratories, California, Livermore, 2013
56. J. B. DeCoste G. W. Peterson H. Jasuja T. G. Glover Y.-g. Huang K. S. Walton J. Mater. Chem. A 2013 1 5642 5650
57. J. Canivet A. Fateeva Y. Guo B. Coasne D. Farrusseng Chem. Soc. Rev. 2014 43 5594 5617
58. N. C. Burtch H. Jasuja K. S. Walton Chem. Rev. 2014 114 10575 10612
59. F. B. Baker T. W. Newton M. Kahn J. Phys. Chem. 1960 64 109 112
60. C. E. Wilmer M. Leaf C. Y. Lee O. K. Farha B. G. Hauser J. T. Hupp R. Q. Snurr Nat. Chem. 2012 4 83 89
61. L. Valenzano B. Civalleri S. Chavan S. Bordiga M. H. Nilsen S. Jakobsen K. P. Lillerud C. Lamberti Chem. Mater. 2011 23 1700 1718
62. J. H. Cavka S. Jakobsen U. Olsbye N. Guillou C. Lamberti S. Bordiga K. P. Lillerud JACS 2008 130 13850 13851
63. Q. Liu L. Ning S. Zheng M. Tao Y. Shi Y. He Sci. Rep. 2013 3 2916
64. G. Férey C. Mellot-Draznieks C. Serre F. Millange J. Dutour S. Surblé I. Margiolaki Science 2005 309 2040 2042
65. P. Serra-Crespo E. V. Ramos-Fernandez J. Gascon F. Kapteijn Chem. Mater. 2011 23 2565 2572
66. J. Gascon U. Aktay M. D. Hernandez-Alonso G. P. M. van Klink F. Kapteijn J. Catal. 2009 261 75 87
67. C. Serre F. Millange C. Thouvenot M. Noguès G. Marsolier D. Louër G. Férey JACS 2002 124 13519 13526
68. Y. Fu D. Sun Y. Chen R. Huang Z. Ding X. Fu Z. Li Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 3364 3367
69. K. S. Park Z. Ni A. P. Côté J. Y. Choi R. Huang F. J. Uribe-Romo H. K. Chae M. O'Keeffe O. M. Yaghi PNAS 2006 103 10186 10191
70. D. Feng Z.-Y. Gu J.-R. Li H.-L. Jiang Z. Wei H.-C. Zhou Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 10307 10310
71. M. Bosch M. Zhang H.-C. Zhou Adv. Chem. 2014 2014 182327
72. A. Marti M. Van K. Balkus, Jr. J. Porous Mater. 2014 21 889 902
73. C. Gomes Silva I. Luz F. X. Llabrés i Xamena A. Corma H. García Chem.-Eur. J. 2010 16 11133 11138
74. K. S. Joya Y. F. Joya K. Ocakoglu R. van de Krol Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 10426 10437
75. R. L. Doyle I. J. Godwin M. P. Brandon M. E. G. Lyons Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 13737 13783
76. T. W. Woolerton S. Sheard Y. S. Chaudhary F. A. Armstrong Energy Environ. Sci. 2012 5 7470 7490
77. A. Braun F. Boudoire D. K. Bora G. Faccio Y. Hu A. Kroll B. S. Mun S. T. Wilson Chem.-Eur. J. 2014 20 1 13
78. Y. Gong T. Wu P. G. Jiang J. H. Lin Y. X. Yang Inorg. Chem. 2012 52 777 784
79. X.-L. Hu C.-Y. Sun C. Qin X.-L. Wang H.-N. Wang E.-L. Zhou W.-E. Li Z.-M. Su Chem. Commun. 2013 49 3564 3566
80. Y. Gong Z. Hao J. Meng H. Shi P. Jiang M. Zhang J. Lin ChemPlusChem 2014 79 266 277
81. Y. Gong H.-F. Shi P.-G. Jiang W. Hua J.-H. Lin Cryst. Growth Des. 2014 14 649 657
82. S. Wang Y. Hou S. Lin X. Wang Nanoscale 2014 6 9930 9934
83. E. Selli G. L. Chiarello E. Quartarone P. Mustarelli I. Rossettia L. Fornia Chem. Commun. 2007 5022 5024
84. D. Jiang H. Zhao S. Zhang R. John J. Phys. Chem. B 2003 107 12774 12780
85. P. Falcaro R. Ricco C. M. Doherty K. Liang A. J. Hill M. J. Styles Chem. Soc. Rev. 2014 43 5513 5560
86. M. D. Symes L. Cronin Nat. Chem. 2013 5 403 409
87. H. Zhang S. Chobot A. Osyczka C. A. Wraight P. L. Dutton C. Moser J. Bioenerg. Biomembr. 2008 40 493 499
88. B. Rausch M. D. Symes L. Cronin JACS 2013 135 13656 13659
89. B. Rausch M. D. Symes G. Chisholm L. Cronin Science 2014 345 1326 1330
90. J. Limburg J. S. Vrettos H. Chen J. C. de Paula R. H. Crabtree G. W. Brudvig JACS 2000 123 423 430
91. R. E. Hansen S. Das Energy Environ. Sci. 2014 7 317 322
92. B. Nepal S. Das Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 7224 7227
93. C. Wang J.-L. Wang W. Lin JACS 2012 134 19895 19908
94. C. Wang Z. Xie K. E. deKrafft W. Lin JACS 2011 133 13445 13454
95. D. J. Xiao E. D. Bloch J. A. Mason W. L. Queen M. R. Hudson N. Planas J. Borycz A. L. Dzubak P. Verma K. Lee F. Bonino V. Crocellà J. Yano S. Bordiga D. G. Truhlar L. Gagliardi C. M. Brown J. R. Long Nat. Chem. 2014 6 590 595
96. W. C. Ellis N. D. McDaniel S. Bernhard T. J. Collins JACS 2010 132 10990 10991
97. L. Duan F. Bozoglian S. Mandal B. Stewart T. Privalov A. Llobet L. Sun Nat. Chem. 2012 4 418 423
98. B. Li F. Li S. Bai Z. Wang L. Sun Q. Yang C. Li Energy Environ. Sci. 2012 5 8229 8233
99. H. Frei Chimia 2009 63 721 730
100. S. Pullen H. Fei A. Orthaber S. M. Cohen S. Ott JACS 2013 135 16997 17003
101. M. J. Katz Z. J. Brown Y. J. Colon P. W. Siu K. A. Scheidt R. Q. Snurr J. T. Hupp O. K. Farha Chem. Commun. 2013 49 9449 9451
102. K. Sasan Q. Lin C. Mao P. Feng Chem. Commun. 2014 50 10390 10393
103. D. Schilter T. B. Rauchfuss Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 13518 13520
104. G. Berggren A. Adamska C. Lambertz T. R. Simmons J. Esselborn M. Atta S. Gambarelli J. M. Mouesca E. Reijerse W. Lubitz T. Happe V. Artero M. Fontecave Nature 2013 499 66 69
105. Y. Kataoka K. Sato Y. Miyazaki K. Masuda H. Tanaka S. Naito W. Mori Energy Environ. Sci. 2009 2 397 400
106. W. Mori Y. Kataoka K. Sato Y. Miyazaki Y. Suzuki H. Tanaka Y. Kitagawa T. Kawakami M. Okumura Chem. Lett. 2010 358 359
107. C. A. Kent D. Liu L. Ma J. M. Papanikolas T. J. Meyer W. Lin JACS 2011 133 12940 12943
108. C. A. Kent D. Liu T. J. Meyer W. Lin JACS 2012 134 3991 3994
109. C. Wang K. E. deKrafft W. Lin JACS 2012 134 7211 7214
110. A. Fateeva P. A. Chater C. P. Ireland A. A. Tahir Y. Z. Khimyak P. V. Wiper J. R. Darwent M. J. Rosseinsky Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 7440 7444
111. Y. Wu M. Chan G. Ceder Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 235301
112. K. S. Asha P. R. Kavyasree A. George S. Mandal Dalton Trans. 2015 44 1009 1016
113. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37
114. K. T. Butler C. H. Hendon A. Walsh JACS 2014 136 2703 2706
115. C. H. Hendon D. Tiana M. Fontecave C. Sanchez L. D'arras C. Sassoye L. Rozes C. Mellot-Draznieks A. Walsh JACS 2013 135 10942 10945
116. J. He J. Wang Y. Chen J. Zhang D. Duan Y. Wang Z. Yan Chem. Commun. 2014 50 7063 7066
117. J. He Z. Yan J. Wang J. Xie L. Jiang Y. Shi F. Yuan F. Yu Y. Sun Chem. Commun. 2013 49 6761 6763
118. M. Dan-Hardi C. Serre T. Frot L. Rozes G. Maurin C. Sanchez G. Férey JACS 2009 131 10857 10859
119. Y. Horiuchi T. Toyao M. Saito K. Mochizuki M. Iwata H. Higashimura M. Anpo M. Matsuoka J. Phys. Chem. C 2012 116 20848 20853
120. M. de Miguel F. Ragon T. Devic C. Serre P. Horcajada H. García ChemPhysChem 2012 13 3651 3654
121. M. A. Nasalevich R. Becker E. V. Ramos-Fernandez S. Castellanos S. L. Veber M. V. Fedin F. Kapteijn J. N. H. Reek J. I. van der Vlugt J. Gascon Energy Environ. Sci. 2015 8 364 375
122. J. L. Dempsey B. S. Brunschwig J. R. Winkler H. B. Gray Acc. Chem. Res. 2009 42 1995 2004
123. J. Gao J. Miao P.-Z. Li W. Y. Teng L. Yang Y. Zhao B. Liu Q. Zhang Chem. Commun. 2014 50 3786 3788
124. Y. Feng C. Chen Z. Liu B. Fei P. Lin Q. Li S. Sun S. Du J. Mater. Chem. A 2015 3 7163 7169
125. C.-C. Hou T.-T. Li S. Cao Y. Chen W.-F. Fu J. Mater. Chem. A 2015 19 10386 10394