An Efficient and Stable Hydrophobic Molecular Cobalt Catalyst for Water Electro-oxidation at Neutral pH

ACS Catalysis

Volumn 6, Issue 7, 2016, Pages 4647-4652

  Chen, Ba Tian ^a   Morlanés, Natalia ^a   Adogla, Enoch ^b   Takanabe, Kazuhiro ^a   Rodionov, Valentin O ^a  

^a KING ABDULLAH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Saudi Arabia)

^b UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA   (United States)

Author keywords

benzimidazole; cobalt; fluorous catalyst; hydrophobicity; water oxidation

Indexed keywords

CATALYSTS; COBALT; ELECTROOXIDATION; HYDROPHOBICITY; OXIDATION;

BENZIMIDAZOLES; COBALT CATALYST; CONFORMATIONAL MOBILITY; FLUOROUS CATALYSTS; MOLECULAR WATER; SOLVENT ENVIRONMENTS; TURNOVER FREQUENCY; WATER OXIDATION;

COBALT COMPOUNDS;

EID: 84977109350     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.6b01237     Document Type: Article

References (46)

1. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729-15735 10.1073/pnas.0603395103
2. Cook, T. R.; Dogutan, D. K.; Reece, S. Y.; Surendranath, Y.; Teets, T. S.; Nocera, D. G. Chem. Rev. 2010, 110, 6474-6502 10.1021/cr100246c
3. Eisenberg, R.; Gray, H. B. Inorg. Chem. 2008, 47, 1697-1699 10.1021/ic800155g
4. Hurst, J. K. Science 2010, 328, 315-316 10.1126/science.1187721
5. Kärkäs, M. D.; Verho, O.; Johnston, E. V.; Åkermark, B. Chem. Rev. 2014, 114, 11863-12001 10.1021/cr400572f
6. Gersten, S. W.; Samuels, G. J.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4029-4030 10.1021/ja00378a053
7. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. Nat. Chem. 2012, 4, 418-423 10.1038/nchem.1301
8. Mola, J.; Mas-Marza, E.; Sala, X.; Romero, I.; Rodríguez, M.; Viñas, C.; Parella, T.; Llobet, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5830-5832 10.1002/anie.200704912
9. Wang, L.; Fan, K.; Daniel, Q.; Duan, L.; Li, F.; Philippe, B.; Rensmo, H.; Chen, H.; Sun, J.; Sun, L. Chem. Commun. 2015, 51, 7883-7886 10.1039/C5CC00242G
10. deKrafft, K. E.; Wang, C.; Xie, Z.; Su, X.; Hinds, B. J.; Lin, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 608-613 10.1021/am2018095
11. Harriman, A.; Pickering, I. J.; Thomas, J. M.; Christensen, P. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988, 84, 2795-2806 10.1039/f19888402795
12. Chen, Z.; Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15580-15581 10.1021/ja906391w
13. Chen, Z.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J. Dalton Trans. 2011, 40, 3789-3792 10.1039/C0DT01178A
14. Esswein, A. J.; Surendranath, Y.; Reece, S. Y.; Nocera, D. G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 499-504 10.1039/C0EE00518E
15. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072-1075 10.1126/science.1162018
16. Jiao, F.; Frei, H. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1018-1027 10.1039/c002074e
17. Roger, I.; Symes, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 13980-13988 10.1021/jacs.5b08139
18. Han, Y.; Wu, Y.; Lai, W.; Cao, R. Inorg. Chem. 2015, 54, 5604-5613 10.1021/acs.inorgchem.5b00924
19. Okamura, M.; Kondo, M.; Kuga, R.; Kurashige, Y.; Yanai, T.; Hayami, S.; Praneeth, V. K. K.; Yoshida, M.; Yoneda, K.; Kawata, S.; Masaoka, S. Nature 2016, 530, 465-468 10.1038/nature16529
20. Fillol, J. L.; Codolà, Z.; Garcia-Bosch, I.; Gómez, L.; Pla, J. J.; Costas, M. Nat. Chem. 2011, 3, 807-813 10.1038/nchem.1140
21. Chebotareva, N.; Nyokong, T. Electrochim. Acta 1997, 42, 3519-3524 10.1016/S0013-4686(97)00033-9
22. Nakazono, T.; Parent, A. R.; Sakai, K. Chem. Commun. 2013, 49, 6325-6327 10.1039/c3cc43031f
23. Han, A.; Wu, H.; Sun, Z.; Jia, H.; Du, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 12534-12538 10.1039/c3cp52275j
24. Singh, A.; Chang, S. L. Y.; Hocking, R. K.; Bach, U.; Spiccia, L. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 579-586 10.1039/C2EE23862D
25. Surendranath, Y.; Nocera, D. G. Prog. Inorg. Chem. 2011, 505-560 10.1002/9781118148235.ch9
26. Cao, R.; Lai, W.; Du, P. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8134-8157 10.1039/c2ee21494f
27. Hurst, J. K.; Cape, J. L.; Clark, A. E.; Das, S.; Qin, C. Inorg. Chem. 2008, 47, 1753-1764 10.1021/ic700724h
28. Wang, D.; Groves, J. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 15579-15584 10.1073/pnas.1315383110
29. Liu, X.; Wang, F. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 1115-1136 10.1016/j.ccr.2012.01.015
30. Dau, H.; Limberg, C.; Reier, T.; Risch, M.; Roggan, S.; Strasser, P. ChemCatChem 2010, 2, 724-761 10.1002/cctc.201000126
31. Brimblecombe, R.; Dismukes, G. C.; Swiegers, G. F.; Spiccia, L. Dalton Trans. 2009, 9374-9384 10.1039/b912669d
32. Vannucci, A. K.; Alibabaei, L.; Losego, M. D.; Concepcion, J. J.; Kalanyan, B.; Parsons, G. N.; Meyer, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 20918-20922 10.1073/pnas.1319832110
33. Lei, H.; Han, A.; Li, F.; Zhang, M.; Han, Y.; Du, P.; Lai, W.; Cao, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 1883-1893 10.1039/C3CP54361G
34. Wasylenko, D. J.; Palmer, R. D.; Schott, E.; Berlinguette, C. P. Chem. Commun. 2012, 48, 2107-2109 10.1039/c2cc16674g
35. Stracke, J. J.; Finke, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14872-14875 10.1021/ja205569j
36. Hong, D.; Mandal, S.; Yamada, Y.; Lee, Y.-M.; Nam, W.; Llobet, A.; Fukuzumi, S. Inorg. Chem. 2013, 52, 9522-9531 10.1021/ic401180r
37. Morlanés, N.; Joya, K. S.; Takanabe, K.; Rodionov, V. Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 2015, 49-52 10.1002/ejic.201403015
38. Brimblecombe, R.; Bond, A. M.; Dismukes, G. C.; Swiegers, G. F.; Spiccia, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6441-6449 10.1039/b901419e
39. Wada, T.; Tanaka, K. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 2005, 3832-3839 10.1002/ejic.200500141
40. Thompson, L. K.; Ramaswamy, B. S.; Seymour, E. A. Can. J. Chem. 1977, 55, 878-88 10.1139/v77-122
41. Cariou, R.; Chirinos, J. J.; Gibson, V. C.; Jacobsen, G.; Tomov, A. K.; Britovsek, G. J. P.; White, A. J. P. Dalton Trans. 2010, 39, 9039-9045 10.1039/c0dt00402b
42. Rodionov, V. O.; Presolski, S. I.; Gardinier, S.; Lim, Y.; Finn, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12696-12704 10.1021/ja072678l
43. Hotchkiss, P. J.; Jones, S. C.; Paniagua, S. A.; Sharma, A.; Kippelen, B.; Armstrong, N. R.; Marder, S. R. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 337-346 10.1021/ar200119g
44. Dogutan, D. K.; McGuire, R.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9178-9180 10.1021/ja202138m
45. Surendranath, Y.; Kanan, M. W.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16501-16509 10.1021/ja106102b
46. Hyde, J. T.; Hanson, K.; Vannucci, A. K.; Lapides, A. M.; Alibabaei, L.; Norris, M. R.; Meyer, T. J.; Harrison, D. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 9554-9562 10.1021/acsami.5b01000