The "Best Catalyst" for Water Oxidation Depends on the Oxidation Method Employed: A Case Study of Manganese Oxides

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 26, 2015, Pages 8384-8387

  Pokhrel, Ravi ^a   Goetz, McKenna K ^a   Shaner, Sarah E ^a   Wu, Xiaoxia ^a   Stahl, Shannon S ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; CATALYTIC OXIDATION; CERIUM; MANGANESE; OXIDATION; OXIDES; RUTHENIUM;

CHEMICAL OXIDANTS; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; RU(BPY); SYSTEMATIC STUDY; WATER OXIDATION; WATER OXIDATION CATALYSTS;

MANGANESE OXIDE;

CRYSTALLIN; MANGANESE OXIDE; WATER;

ARTICLE; CATALYSIS; CATALYST; ELECTROCHEMISTRY; MOLECULAR PROBE; OXIDATION;

EID: 84982058337     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b05093     Document Type: Article

References (60)

1. Barbir, F. Sol. Energy 2005, 78, 661
2. Bolton, J. R. Sol. Energy 1996, 57, 37
3. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338
4. Youngblood, W. J.; Lee, S.-H. A.; Maeda, K.; Mallouk, T. E. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1966
5. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072
6. Dau, H.; Limberg, C.; Reier, T.; Risch, M.; Roggan, S.; Strasser, P. ChemCatChem 2010, 2, 724
7. Jiao, F.; Frei, H. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1018
8. Lv, H.; Geletii, Y. V.; Zhao, C.; Vickers, J. W.; Zhu, G.; Luo, Z.; Song, J.; Lian, T.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7572
9. Young, K. J.; Martini, L. A.; Milot, R. L.; Snoeberger, R. C., III; Batista, V. S.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2503
10. Bofill, R.; Garciá-Antón, J.; Escriche, L.; Sala, X. J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 2014, 10.1016/j.jphotobiol.2014.10.022
11. Galán-Mascarós, J. R. ChemElectroChem. 2015, 2, 37-50
12. McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W. Chem. Rev. 2006, 106, 4455
13. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghlaoui, K.; Barber, J.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831
14. Guskov, A.; Kern, J.; Gadulkhakov, A.; Broser, M.; Zouni, A.; Saenger, W. Nat. Struct. Mol. Biol. 2009, 16, 334
15. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55
16. Manchanda, R.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 1
17. Ruettinger, W.; Dismukes, G. C. Chem. Rev. 1997, 97, 1
18. Harriman, A.; Pickering, I. J.; Thomas, J. M.; Christensen, P. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988, 84, 2795
19. Morita, M.; Iwakura, C.; Tamura, H. Electrochim. Acta 1977, 22, 325
20. Najafpour, M. M.; Ehrenberg, T.; Wiechen, M.; Kurz, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2233
21. Iyer, A.; Del-Pilar, J.; King'ondu, C. K.; Kissel, E.; Garces, H. F.; Huang, H.; El-Sawy, A. M.; Dutta, P. K.; Suib, S. L. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6474
22. Boppana, V. B. R.; Jiao, F. Chem. Commun. 2011, 47, 8973
23. Robinson, D. M.; Go, Y. B.; Mui, M.; Gardner, G.; Zhang, Z.; Mastrogiovanni, D.; Garfunkel, E.; Li, J.; Greenblatt, M.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3494
24. Meng, Y.; Song, W.; Huang, H.; Ren, Z.; Chen, S.-Y.; Suib, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11452
25. Maitra, U.; Naidu, B. S.; Govindaraj, A.; Rao, C. N. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 11704-11707
26. Indra, A.; Menezes, P. W.; Driess, M. ChemSusChem 2015, 8, 776
27. Gerken, J. B.; McAlpin, J. G.; Chen, J. Y. C.; Rigsby, M. L.; Casey, W. H.; Britt, R. D.; Stahl, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14431
28. Chen, J. Y. C.; Miller, J. T.; Gerken, J. B.; Stahl, S. S. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1382-1386
29. Gerken, J. B.; Shaner, S. E.; Massé, R. C.; Porubsky, N. J.; Stahl, S. S. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2376-2382
30. Post, J. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3447
31. Glikman, T. S.; Shchegoleva, I. S. Kinetik I Kataliz 1968, 9, 461
32. Shafirovich, V. Y.; Shilov, A. E. Kinetika I Kataliz 1979, 20, 1156
33. Shafirovich, V. Y.; Khannanov, N. K.; Shilov, A. E. J. Inorg. Biochem. 1981, 15, 113
34. De Nora, O.; Nidola, A.; Spaziante, P. M. Diamond Shamrock Technologies. S. A., Geneva, Switzerland. U.S. Pat. 4,072,586, Feb. 7, 1978.
35. Davidson, C. R.; Sedlak, J. M. General Electric Company U.S. Pat. 4,289,591, Sep. 15, 1981.
36. Parent, A. R.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2247
37. Singh, A.; Spiccia, L. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 2607
38. Wasylenko, D. J.; Ganesamoorthy, C.; Henderson, M. A.; Berlinguette, C. P. Inorg. Chem. 2011, 50, 3662
39. Galliez, K.; Deniard, P.; Petit, P.-E.; Lambertin, D.; Bart, F.; Jobic, S. J. Appl. Crystallogr. 2014, 47, 552
40. Hayes, S. A.; Yu, P.; O'Keefe, T. J.; O'Keefe, M. J.; Stoffer, J. O. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, C623
41. Gersten, S. W.; Samuels, G. J.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 4029
42. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16462
43. Blakemore, J. D.; Schley, N. D.; Balcells, D.; Hull, J. F.; Olack, G. W.; Incarvito, C. D.; Eisenstein, O.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16017
44. Indra, A.; Menezes, P. W.; Zaharieva, I.; Baktash, E.; Pfrommer, J.; Schwarze, M.; Dau, H.; Driess, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 13206
45. Limburg, J.; Vrettos, J. S.; Chen, H.; de Paula, J. C.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 423
46. Parent, A. R.; Brewster, T. P.; De Wolf, W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Inorg. Chem. 2012, 51, 6147
47. Kalyanasundaram, K. Coord. Chem. Rev. 1982, 46, 159
48. Najafpour, M. M.; Nayeri, S.; Pashaei, B. Dalton Trans. 2011, 40, 9374
49. Frey, C. E.; Wiechen, M.; Kurz, P. Dalton Trans. 2014, 43, 4370
50. Takashima, T.; Hashimoto, K.; Nakamura, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1519
51. CRC Handbook of Chemistry, and Physics, 70 th ed.; Weast, R. C., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1989; p D-221.
52. Wolf, A. V. Aqueous Solutions and Body Fluids; Harper and Row: New York, 1966.
53. Morita, M.; Iwakura, C.; Tamura, Hideo. Electrochim. Acta 1979, 24, 357
54. Gorlin, Y.; Jaramillo, T. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 312, 13612
55. Zaharieva, I.; Chernev, P.; Risch, M.; Klingan, K.; Kohlhoff, M.; Fischer, A.; Dau, H. Energy Env. Sci. 2012, 5, 7081
56. Fekete, M.; Hocking, R. K.; Chang, S. L. Y.; Italiano, C.; Patti, A. F.; Arena, F.; Spiccia, L. Energy Env. Sci. 2013, 6, 2222
57. Huynh, M.; Bediako, D. K.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6002
58. Kuo, C.-H; Mosa, I. M.; Poyraz, A. S.; Biswas, S.; El-Sawy, A. M.; Song, W.; Luo, Z.; Chen, S.-Y.; Rusling, J. F.; He, J.; Suib, S. L. ACS Catal. 2015, 5, 1693
59. El-Deab, M. S.; Awad, M. I.; Mohammad, A. M.; Ohsaka, T. Electrochem. Commun. 2007, 9, 2082
60. Zhou, F.; Izgorodin, A.; Hocking, R. K.; Spiccia, L.; MacFarlane, D. R. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1013