28-: A New Polyoxometalate Structural Family with Catalytic Hydrogen Evolution Activity

Chemistry - A European Journal

Volumn 21, Issue 48, 2015, Pages 17363-17370

  Lv, Hongjin ^a   Chi, Yingnan ^a   Van Leusen, Jan ^b   Kögerler, Paul ^b   Chen, Zheyuan ^a   Bacsa, John ^a   Geletii, Yurii V ^a   Guo, Weiwei ^a   Lian, Tianquan ^a   Hill, Craig L ^a  

^a EMORY UNIVERSITY   (United States)

^b RWTH AACHEN UNIVERSITY   (Germany)

Author keywords

hydrogen production; nickel; photocatalysis; polyoxometalates; temperature dependent magnetism

Indexed keywords

HYDROGEN PRODUCTION; IRIDIUM; LIGHT; MAGNETISM; NICKEL; OXIDES; PHOTOCATALYSIS; PHOTOSENSITIZERS; PRECIOUS METALS; SINGLE CRYSTALS; X RAY DIFFRACTION;

CATALYTIC HYDROGEN EVOLUTION; FERROMAGNETIC EXCHANGE INTERACTION; METAL-FREE CATALYSTS; POLYOXOMETALATES; SACRIFICIAL ELECTRON DONORS; SINGLE CRYSTAL X-RAY DIFFRACTION; TEMPERATURE DEPENDENT; VISIBLE-LIGHT IRRADIATION;

CATALYST ACTIVITY;

EID: 84954349731     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201503010     Document Type: Article

References (109)

1. M. T. Pope, A. Müller, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991, 30, 34-48;
2. Angew. Chem. 1991, 103, 56-70;
3. C. L. Hill, Chem. Rev. 1998, 98, 1-2;
4. M. T. Pope, A. Müller, Polyoxometalate Chemistry From Topology via Self-Assembly to Applications, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2001;
5. R. Neumann, M. Dahan, Nature 1997, 388, 353-355;
6. T. Okuhara, N. Mizuno, M. Misono, in Advances in Catalysis, Vol. 41 (Eds.:, D. D. Eley, W. O. Haag, B. Gates,), Elsevier, Amsterdam, 1996, pp. 113-252;
7. J. T. Rhule, C. L. Hill, D. A. Judd, R. F. Schinazi, Chem. Rev. 1998, 98, 327-358;
8. T. Yamase, Chem. Rev. 1998, 98, 307-326;
9. Y. Wang, I. A. Weinstock, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7479-7496;
10. C. Busche, L. Vila-Nadal, J. Yan, H. N. Miras, D.-L. Long, V. P. Georgiev, A. Asenov, R. H. Pedersen, N. Gadegaard, M. M. Mirza, D. J. Paul, J. M. Poblet, L. Cronin, Nature 2014, 515, 545-549;
11. H. Lv, Y. V. Geletii, C. Zhao, J. W. Vickers, G. Zhu, Z. Luo, J. Song, T. Lian, D. G. Musaev, C. L. Hill, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7572-7589;
12. A. Hiskia, A. Mylonas, E. Papaconstantinou, Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 62-69;
13. D. Long, E. Burkholder, L. Cronin, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 105-121;
14. A. Müller, F. Peters, M. T. Pope, D. Gatteschi, Chem. Rev. 1998, 98, 239-272;
15. L. Cronin, A. Muller, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7333-7334;
16. U. Kortz, A. Müller, J. van Slageren, J. Schnack, N. S. Dalal, M. Dressel, Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 2315-2327;
17. J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, Coord. Chem. Rev. 1999, 193-195, 361-394;
18. J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, A. Gaita-Arino, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7464-7478.
19. C. Ritchie, A. Ferguson, H. Nojiri, H. N. Miras, Y.-F. Song, D.-L. Long, E. Burkholder, M. Murrie, P. Kögerler, E. K. Brechin, L. Cronin, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5609-5612;
20. Angew. Chem. 2008, 120, 5691-5694;
21. J.-D. Compain, P. Mialane, A. Dolbecq, I. M. Mbomekallé, J. Marrot, F. Sécheresse, E. Rivière, G. Rogez, W. Wernsdorfer, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3077-3081;
22. Angew. Chem. 2009, 121, 3123-3127;
23. M. Ibrahim, Y. Lan, B. S. Bassil, Y. Xiang, A. Suchopar, A. K. Powell, U. Kortz, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4708-4711;
24. Angew. Chem. 2011, 123, 4805-4808.
25. I. A. Weinstock, E. M. G. Barbuzzi, M. W. Wemple, J. J. Cowan, R. S. Reiner, D. M. Sonnen, R. A. Heintz, J. S. Bond, C. L. Hill, Nature 2001, 414, 191-195;
26. J. M. Sumliner, H. Lv, J. Fielden, Y. V. Geletii, C. L. Hill, Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 2014, 635-644;
27. B. Rausch, M. D. Symes, G. Chisholm, L. Cronin, Science 2014, 345, 1326-1330.
28. Y. V. Geletii, B. Botar, P. Kögerler, D. A. Hillesheim, D. G. Musaev, C. L. Hill, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3896-3899;
29. Angew. Chem. 2008, 120, 3960-3963;
30. A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, R. D. Zorzi, S. Geremia, N. D. McDaniel, S. Bernhard, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5006-5007;
31. Q. Yin, J. M. Tan, C. Besson, Y. V. Geletii, D. G. Musaev, A. E. Kuznetsov, Z. Luo, K. I. Hardcastle, C. L. Hill, Science 2010, 328, 342-345;
32. M. Murakami, D. Hong, T. Suenobu, S. Yamaguchi, T. Ogura, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11605-11613;
33. J. Vickers, H. Lv, P. F. Zhuk, Y. V. Geletii, C. L. Hill, MRS Proceedings 2012, 1387, mrsf 11-1387 -e- 1301;
34. -1302.
35. S. Goberna-Ferrõn, L. Vigara, J. Soriano-Lõpez, J. R. Galán-Mascarõs, Inorg. Chem. 2012, 51, 11707-11715;
36. J. J. Stracke, R. G. Finke, ACS Catal. 2014, 4, 79-89;
37. R. Schiwon, K. Klingan, H. Dau, C. Limberg, Chem. Commun. 2014, 50, 100-102.
38. Y. V. Geletii, Z. Huang, Y. Hou, D. G. Musaev, T. Lian, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7522-7523;
39. Z. Huang, Z. Luo, Y. V. Geletii, J. W. Vickers, Q. Yin, D. Wu, Y. Hou, Y. Ding, J. Song, D. G. Musaev, C. L. Hill, T. Lian, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2068-2071;
40. P.-E. Car, M. Guttentag, K. K. Baldridge, R. Alberto, G. R. Patzke, Green Chem. 2012, 14, 1680-1688;
41. S. Tanaka, M. Annaka, K. Sakai, Chem. Commun. 2012, 48, 1653-1655;
42. G. Zhu, E. N. Glass, C. Zhao, H. Lv, J. W. Vickers, Y. V. Geletii, D. G. Musaev, J. Song, C. L. Hill, Dalton Trans. 2012, 41, 13043-13049;
43. J. W. Vickers, H. Lv, J. M. Sumliner, G. Zhu, Z. Luo, D. G. Musaev, Y. V. Geletii, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14110-14118;
44. F. Song, Y. Ding, B. Ma, C. Wang, Q. Wang, X. Du, S. Fu, J. Song, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1170-1184;
45. H. Lv, J. Song, Y. V. Geletii, J. W. Vickers, J. M. Sumliner, D. G. Musaev, P. Kögerler, P. F. Zhuk, J. Bacsa, G. Zhu, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9268-9271;
46. J. W. Vickers, J. M. Sumliner, H. Lv, M. Morris, Y. V. Geletii, C. L. Hill, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 11942-11949;
47. X.-B. Han, Z.-M. Zhang, T. Zhang, Y.-G. Li, W. Lin, W. You, Z.-M. Su, E.-B. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5359-5366;
48. X.-B. Han, Y.-G. Li, Z.-M. Zhang, H.-Q. Tan, Y. Lu, E.-B. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5486-5493.
49. F. M. Toma, A. Sartorel, M. Iurlo, M. Carraro, P. Parisse, C. Maccato, S. Rapino, B. R. Gonzalez, H. Amenitsch, T. Da Ros, L. Casalis, A. Goldoni, M. Marcaccio, G. Scorrano, G. Scoles, F. Paolucci, M. Prato, M. Bonchio, Nat. Chem. 2010, 2, 826-831;
50. J. Soriano-Lõpez, S. Goberna-Ferrõn, L. Vigara, J. J. Carbõ, J. M. Poblet, J. R. Galán-Mascarõs, Inorg. Chem. 2013, 52, 4753-4755;
51. S.-X. Guo, Y. Liu, C.-Y. Lee, A. M. Bond, J. Zhang, Y. V. Geletii, C. L. Hill, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2654-2663;
52. Y. Liu, S.-X. Guo, A. M. Bond, J. Zhang, Y. V. Geletii, C. L. Hill, Inorg. Chem. 2013, 52, 11986-11996.
53. X. Liu, Y. Li, S. Peng, G. Lu, S. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 12150-12157;
54. Z. Zhang, Q. Lin, S.-T. Zheng, X. Bu, P. Feng, Chem. Commun. 2011, 47, 3918-3920;
55. B. Matt, J. Fize, J. Moussa, H. Amouri, A. Pereira, V. Artero, G. Izzet, A. Proust, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1504-1508;
56. H. Lv, J. Song, H. Zhu, Y. V. Geletii, J. Bacsa, C. Zhao, T. Lian, D. G. Musaev, C. L. Hill, J. Catal. 2013, 307, 48-54;
57. K. Suzuki, F. Tang, Y. Kikukawa, K. Yamaguchi, N. Mizuno, Chem. Lett. 2014, 43, 1429-1431;
58. H. Lv, W. Guo, K. Wu, Z. Chen, J. Bacsa, D. G. Musaev, Y. V. Geletii, S. M. Lauinger, T. Lian, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14015-14018;
59. Z. Wang, Y. Lu, Y. Li, S. Wang, E. Wang, Chin. Sci. Bull. 2012, 57, 2265-2268.
60. X. K. Fang, P. Kogerler, Chem. Commun. 2008, 3396-3398;
61. Q. Wu, Y. G. Li, Y. H. Wang, E. B. Wang, Z. M. Zhang, R. Clerac, Inorg. Chem. 2009, 48, 1606-1612;
62. X. Fang, M. Luban, Chem. Commun. 2011, 47, 3066-3068;
63. B. Li, J.-W. Zhao, S.-T. Zheng, G.-Y. Yang, Inorg. Chem. Commun. 2009, 12, 69-71;
64. C. P. Pradeep, D.-L. Long, P. Kogerler, L. Cronin, Chem. Commun. 2007, 4254-4256;
65. J.-W. Zhao, J. Zhang, S.-T. Zheng, G.-Y. Yang, Inorg. Chem. 2007, 46, 10944-10946;
66. C. Pichon, A. Dolbecq, P. Mialane, J. Marrot, E. Riviere, F. Secheresse, Dalton Trans. 2008, 71-76;
67. S. S. Mal, M. H. Dickman, U. Kortz, A. M. Todea, A. Merca, H. Bögge, T. Glaser, A. Müller, S. Nellutla, N. Kaur, J. van Tol, N. S. Dalal, B. Keita, L. Nadjo, Chem. Eur. J. 2008, 14, 1186-1195;
68. B. Godin, Y.-G. Chen, J. Vaissermann, L. Ruhlmann, M. Verdaguer, P. Gouzerh, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3072-3075;
69. Angew. Chem. 2005, 117, 3132-3135;
70. M. D. Ritorto, T. M. Anderson, W. A. Neiwert, C. L. Hill, Inorg. Chem. 2004, 43, 44-49;
71. P.-t. Ma, L.-J. Chen, J.-W. Zhao, W. Wang, J.-P. Wang, J.-Y. Niu, Inorg. Chem. Commun. 2011, 14, 415-418;
72. H. Lv, J. Song, Y. V. Geletii, W. Guo, J. Bacsa, C. L. Hill, Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 2013, 1720-1725;
73. J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, A. Forment-Aliaga, J. R. Galán-Mascarõs, C. Giménez-Saiz, C. J. Gõmez-García, Inorg. Chem. 2004, 43, 2689-2694;
74. J. R. Galán-Mascarõs, C. J. Gõmez-Garcia, J. J. Borrás-Almenar, E. Coronado, Adv. Mater. 1994, 6, 221-223;
75. M. Ibrahim, A. Haider, Y. Lan, B. S. Bassil, A. M. Carey, R. Liu, G. Zhang, B. Keita, W. Li, G. E. Kostakis, A. K. Powell, U. Kortz, Inorg. Chem. 2014, 53, 5179-5188;
76. S. Yao, Z. Zhang, Y. Li, E. Wang, Inorg. Chem. Commun. 2009, 12, 937-940;
77. P. Mialane, A. Dolbecq, J. Marrot, E. Rivière, F. Sécheresse, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3523-3526;
78. Angew. Chem. 2003, 115, 3647-3650;
79. S. S. Mal, U. Kortz, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3777-3780;
80. Angew. Chem. 2005, 117, 3843-3846;
81. I. M. Mbomekalle, B. Keita, M. Nierlich, U. Kortz, P. Berthet, L. Nadjo, Inorg. Chem. 2003, 42, 5143-5152;
82. Z. Zhang, Y. Li, E. Wang, X. Wang, C. Qin, H. An, Inorg. Chem. 2006, 45, 4313-4315;
83. C. Pichon, P. Mialane, A. Dolbecq, J. Marrot, E. Rivière, B. S. Bassil, U. Kortz, B. Keita, L. Nadjo, F. Sécheresse, Inorg. Chem. 2008, 47, 11120-11128;
84. J. M. Clemente-Juan, E. Coronado, J. R. Galan-Mascaros, C. J. Gomez-Garcia, Inorg. Chem. 1999, 38, 55-63;
85. H.-M. Zhang, Y.-G. Li, Y. Lu, R. Clérac, Z.-M. Zhang, Q. Wu, X.-J. Feng, E.-B. Wang, Inorg. Chem. 2009, 48, 10889-10891;
86. M. Ibrahim, Y. Xiang, B. S. Bassil, Y. Lan, A. K. Powell, P. de Oliveira, B. Keita, U. Kortz, Inorg. Chem. 2013, 52, 8399-8408.
87. S.-T. Zheng, J. Zhang, J. M. Clemente-Juan, D.-Q. Yuan, G.-Y. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7176-7179;
88. Angew. Chem. 2009, 121, 7312-7315;
89. X.-X. Li, S.-T. Zheng, J. Zhang, W.-H. Fang, G.-Y. Yang, J. M. Clemente-Juan, Chem. Eur. J. 2011, 17, 13032-13043;
90. L. Huang, J. Zhang, L. Cheng, G.-Y. Yang, Chem. Commun. 2012, 48, 9658-9660.
91. I. D. Brown, D. Altermatt, Acta Crystallogr. Sect. B 1985, 41, 244-247.
92. K. Robinson, G. V. Gibbs, P. H. Ribbe, Science 1971, 172, 567-570.
93. H. Lueken, Magnetochemie, B. G. Teubner, Stuttgart, Leipzig, 1999.
94. E.-C. Yang, W. Wernsdorfer, S. Hill, R. S. Edwards, M. Nakano, S. Maccagnano, L. N. Zakharov, A. L. Rheingold, G. Christou, D. N. Hendrickson, Polyhedron 2003, 22, 1727-1733;
95. M. Moragues-Cánovas, M. Helliwell, L. Ricard, É. Rivière, W. Wernsdorfer, E. Brechin, T. Mallah, Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 2004, 2219-2222;
96. E.-C. Yang, W. Wernsdorfer, L. N. Zakharov, Y. Karaki, A. Yamaguchi, R. M. Isidro, G.-D. Lu, S. A. Wilson, A. L. Rheingold, H. Ishimoto, D. N. Hendrickson, Inorg. Chem. 2006, 45, 529-546;
97. A. Ghisolfi, K. Y. Monakhov, R. Pattacini, P. Braunstein, X. Lopez, C. de Graaf, M. Speldrich, J. van Leusen, H. Schilder, P. Kogerler, Dalton Trans. 2014, 43, 7847-7859.
98. P. Du, J. Schneider, P. Jarosz, R. Eisenberg, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7726-7727;
99. H. Sun, M. Z. Hoffman, J. Phys. Chem. 1994, 98, 11719-11726;
100. Z. Han, W. R. McNamara, M.-S. Eum, P. L. Holland, R. Eisenberg, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 1667-1670;
101. Angew. Chem. 2012, 124, 1699-1702;
102. C. K. Prier, D. A. Rankic, D. W. C. MacMillan, Chem. Rev. 2013, 113, 5322-5363.
103. D. E. Katsoulis, M. T. Pope, J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 2737-2738.
104. APEXII v2014, revision 1-1, Bruker AXS Inc., Madison, WI, 2014.
105. SAINT v8.34A, Bruker AXS Inc., Madison, WI, 2013.
106. O. V. Dolomanov, L. J. Bourhis, R. J. Gildea, J. A. K. Howard, H. Puschmann, J. Appl. Crystallogr. 2009, 42, 339-341.
107. L. Palatinus, G. Chapuis, J. Appl. Crystallogr. 2007, 40, 786-790.
108. G. Sheldrick, Acta Crystallogr. Sect. A 2008, 64, 112-122;
109. S. Parsons, H. D. Flack, T. Wagner, Acta Crystallogr. Sect. B 2013, 69, 249-259.