共价有机框架在能源存储及转化中的研究进展

doi:10.6023/A19040118

摘要/Abstract

共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类由有机结构单元通过共价键连接形成的多孔框架晶体材料，具有密度低、比表面积大和热稳定性高等特点，在分子吸附与分离、传感、催化、光电器件等领域存在着广阔的应用前景.近年来，基于其固有结构特点，二维COFs在能源领域中的应用潜力也逐渐引起了科学界的关注.本文主要综述了二维COFs材料在能源存储（锂离子电池、锂硫电池、超级电容器、燃料电池）和能源转化（水分解反应以及CO₂还原反应）等方面的研究进展，并对其研究前景进行了展望.

关键词: 共价有机框架, 二次电池, 超级电容器, 燃料电池, 水分解, CO₂还原

Covalent organic frameworks (COFs) are a class of porous crystalline materials consisting of organic units connected through covalent bonds. Due to their low density, high surface area and high thermal stability, COFs have found interesting applications in many fields, including molecular adsorption and separation, sensing, catalysis and optoelectronics devices. In particular, two-dimensional (2D) COFs have attracted increasing attention in energy fields. In this perspective, the applications of 2D COFs in energy storage (lithium ion batteries, lithium-sulfur batteries, supercapacitor and fuel cells) and energy conversion (water splitting and reduction of carbon dioxide) are reviewed. In addition, we will also discuss the remaining challenging issues.

Key words: covalent organic frameworks, rechargeable batteries, supercapacitor, fuel cells, water splitting, CO₂ reduction

引用此文

彭正康, 丁慧敏, 陈如凡, 高超, 汪成. 共价有机框架在能源存储及转化中的研究进展[J]. 化学学报, 2019, 77(8): 681-689.

Peng Zhengkang, Ding Huimin, Chen Rufan, Gao Chao, Wang Cheng. Research Progress in Covalent Organic Frameworks for Energy Storage and Conversion[J]. Acta Chim. Sinica, 2019, 77(8): 681-689.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

参考文献

[1] (a) Das, S.; Heasman, P.; Ben, T.; Qiu, S. Chem. Rev, 2017, 117, 1515.
(b) Huang, N.; Wang, P.; Jiang, D. Nat. Rev. Mater. 2016, 1, 16068.
(c) Waller, P. J.; Gandara, F.; Yaghi, O. M. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 3053.
(d) Ding, S. Y.; Wang, W. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 548.
[2] (a) Zhou, B.; Chen, L. Acta Chim. Sinica 2015, 73, 487. (周宝龙, 陈龙, 化学学报, 2015, 73, 487.)
(b) Xu, Y.; Jin, S.; Xu, H.; Nagai, A.; Jiang, D. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 8012.
(c) Cooper, A. I. Adv. Mater. 2009, 21, 1291.
[3] (a) Ren, H.; Zhu, G. Acta Chim. Sinica 2015, 73, 587. (任浩, 朱广山, 化学学报, 2015, 73, 587.)
(b) Ben, T.; Qiu, S. CrystEngComm 2013, 15, 17.
(c) Ben, T.; Pei, C.; Zhang, D.; Xu, J.; Deng, F.; Jing, X.; Qiu, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3991.
(d) Ben, T.; Ren, H.; Ma, S.; Cao, D.; Lan, J.; Jing, X.; Wang, W.; Xu, J.; Deng, F.; Simmons, J. M.; Qiu, S.; Zhu, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9457.
[4] (a) Tan, L.; Tan, B. Acta Chim. Sinica 2015, 73, 530. (谭良骁, 谭必恩, 化学学报, 2015, 73, 530.)
(b) Huang, J.; Turner, S. R. Polym. Rev. 2017, 58, 1.
(c) Tan, L.; Tan, B. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 3322.
[5] Côté, A. P.; Benin, A. I.; Ockwig, N. W.; O'Keeffe, M.; Matzger, A. J.; Yaghi, O. M. Science 2005, 310, 1166.
[6] (a) Zeng, Y.; Zou, R.; Zhao, Y. Adv. Mater. 2016, 28, 2855.
(b) Kang, Z.; Peng, Y.; Qian, Y.; Yuan, D.; Addicoat, M. A.; Heine, T.; Hu, Z.; Tee, L.; Guo, Z.; Zhao, D. Chem. Mater. 2016, 28, 1277.
(c) Song, J. R.; Sun, J.; Liu, J.; Huang, Z. T.; Zheng, Q. Y. Chem. Commun. 2014, 50, 788.
(d) Zhou, T. Y.; Xu, S. Q.; Wen, Q.; Pang, Z. F.; Zhao, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15885.
[7] (a) Ding, S. Y.; Dong, M.; Wang, Y. W.; Chen, Y. T.; Wang, H. Z.; Su, C. Y.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3031.
(b) Wang, P.; Zhou, F.; Zhang, C.; Yin, S. Y.; Teng, L.; Chen, L.; Hu, X. X.; Liu, H. W.; Yin, X.; Zhang, X. B. Chem. Sci. 2018, 9, 8402.
(c) Dalapati, S.; Jin, E.; Addicoat, M.; Heine, T.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5797.
(d) Lin, G.; Ding, H.; Yuan, D.; Wang, B.; Wang, C. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3302.
(e) Zhu, M. W.; Xu, S. Q.; Wang, X. Z.; Chen, Y.; Dai, L.; Zhao, X. Chem. Commun. 2018, 54, 2308.
(f) Yang, T.; Cui, Y.; Chen, H.; Li, W. Acta Chim. Sinica 2017, 75, 339. (杨涛, 崔亚男, 陈怀银, 李伟华, 化学学报, 2017, 75, 339.)
[8] (a) Ding, S. Y.; Gao, J.; Wang, Q.; Zhang, Y.; Song, W. G.; Su, C. Y.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19816.
(b) Fang, Q.; Gu, S.; Zheng, J.; Zhuang, Z.; Qiu, S.; Yan, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2878.
(c) Lu, S.; Hu, Y.; Wan, S.; McCaffrey, R.; Jin, Y.; Gu, H.; Zhang, W. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17082.
(d) Zhang, J.; Han, X.; Wu, X.; Liu, Y.; Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 8277.
(e) Wei, P. F.; Qi, M. Z.; Wang, Z. P.; Ding, S. Y.; Yu, W.; Liu, Q.; Wang, L. K.; Wang, H. Z.; An, W. K.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4623.
(f) Chen, R.; Shi, J. L.; Ma, Y.; Lin, G.; Lang, X.; Wang, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 6430.
[9] (a) Spitler, E. L.; Dichtel, W. R. Nat. Chem. 2010, 2, 672.
(b) Ding, H.; Li, J.; Xie, G.; Lin, G.; Chen, R.; Peng, Z.; Yang, C.; Wang, B.; Sun, J.; Wang, C. Nat. Commun. 2018, 9, 5234.
(c) Feng, X.; Liu, L.; Honsho, Y.; Saeki, A.; Seki, S.; Irle, S.; Dong, Y.; Nagai, A.; Jiang, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 2618.
(d) Sun, B.; Zhu, C.-H.; Liu, Y.; Wang, C.; Wan, L.-J.; Wang, D. Chem. Mater. 2017, 29, 4367.
(e) Medina, D. D.; Sick, T.; Bein, T. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700387.
[10] (a) Ma, L.; Wang, S.; Feng, X.; Wang, B. Chin. Chem. Lett. 2016, 27, 1383.
(b) Alahakoon, S. B.; Thompson, C. M.; Occhialini, G.; Smaldone, R. A. ChemSusChem 2017, 10, 2116.
(c) Mandal, A. K.; Mahmood, J.; Baek, J.-B. ChemNanoMat 2017, 3, 373.
(d) Medina, D. D.; Sick, T; Bein, T. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700387.
(e) Zhan, X.; Chen, Z.; Zhang, Q. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 14463.
(f) Banerjee, T.; Gottschling, K.; Savasci, G.; Ochsenfeld, C.; Lotsch, B. V. ACS Energy Lett. 2018, 3, 400.
(g) Lin, C. Y.; Zhang, D.; Zhao, Z.; Xia, Z. Adv. Mater. 2018, 30, 1703646.
(h) Cao, S.; Li, B.; Zhu, R.; Pang, H. Chem. Eng. J. 2019, 355, 602.
(i) Wan, G.; Fu, Y.; Guo, J.; Xiang, Z. Acta. Chim. Sinica 2015, 73, 557. (万钢, 付宇昂, 郭佳宁, 向中华, 化学学报, 2015, 73, 557.)
[11] (a) Feng, X.; Chen, L.; Honsho, Y.; Saengsawang, O.; Liu, L.; Wang, L.; Saeki, A.; Irle, S.; Seki, S.; Dong, Y.; Jiang, D. Adv. Mater. 2012, 24, 3026.
(b) Chen, X.; Addicoat, M.; Irle, S.; Nagai, A.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 546.
(c) Colson, J. W.; Dichtel, W. R. Nat. Chem. 2013, 5, 453.
(d) Yang, L.; Wei, D.-C. Chin. Chem. Lett. 2016, 27, 1395.
[12] (a) Lohse, M. S.; Stassin, T.; Naudin, G.; Wuttke, S.; Ameloot, R.; De Vos, D.; Medina, D. D.; Bein, T. Chem. Mater. 2016, 28, 626.
(b) Waller, P. J.; Lyle, S. J.; Osborn Popp, T. M.; Diercks, C. S.; Reimer, J. A.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15519.
(c) Zhuang, X.; Zhao, W.; Zhang, F.; Cao, Y.; Liu, F.; Bi, S.; Feng, X. Polym. Chem. 2016, 7, 4176.
(d) Jin, E.; Asada, M.; Xu, Q.; Dalapati, S.; Addicoat, M. A.; Brady, M. A.; Xu, H.; Nakamura, T.; Heine, T.; Chen, Q.; Jiang, D. Science 2017, 357, 673.
(e) Li, X.; Zhang, C.; Cai, S.; Lei, X.; Altoe, V.; Hong, F.; Urban, J. J.; Ciston, J.; Chan, E. M.; Liu, Y. Nat. Commun. 2018, 9, 2998.
(f) Han, X.; Huang, J.; Yuan, C.; Liu, Y.; Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 892.
(g) Zhang, B.; Wei, M.; Mao, H.; Pei, X.; Alshmimri, S. A.; Reimer, J. A.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12715.
[13] Chu, S.; Cui, Y.; Liu, N. Nat. Mater. 2016, 16, 16.
[14] (a) Zhu, J.; Yang, D.; Yin, Z.; Yan, Q.; Zhang, H. Small 2014, 10, 3480.
(b) Zhang, Q.; Uchaker, E.; Candelaria, S. L.; Cao, G. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 3127.
(c) Aricò, A. S.; Bruce, P.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M.; Schalkwijk, W. Nat. Mater. 2005, 4, 366.
[15] Hu, L. H.; Wu, F. Y.; Lin, C. T.; Khlobystov, A. N.; Li, L. J. Nat. Commun. 2013, 4, 1687.
[16] (a) Whittingham, M. S. Chem. Rev. 2004, 104, 4271.
(b) Ellis, B. L.; Lee, K. T.; Nazar, L. F. Chem. Mater. 2010, 22, 691.
(c) Goodenough, J. B.; Kim, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 587.
[17] (a) Liang, Y.; Tao, Z.; Chen, J. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 742.
(b) Song, Z.; Zhou, H. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2280.
(c) Nishida, S.; Yamamoto, Y.; Takui, T.; Morita, Y. ChemSusChem 2013, 6, 794.
(d) Armand, M.; Grugeon, S.; Vezin, H.; Laruelle, S.; Ribiere, P.; Poizot, P.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2009, 8, 120.
(e) Armand, M.; Tarascon, J.-M. Nature 2008, 451, 652.
(f) He, Q.; Zhang, C.; Li, X.; Wang, X.; Mu, P.; Jiang, J. Acta Chim. Sinica 2018, 76, 202. (贺倩, 张崇, 李晓, 王雪, 牟攀, 蒋加兴, 化学学报, 2018, 76, 202.)
[18] (a) Mike, J. F.; Lutkenhaus, J. L. ACS Macro Lett. 2013, 2, 839.
(b) Yang, Y.; Wang, C.; Yue, B.; Gambhir, S.; Too, C. O.; Wallace, G. G. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 266.
[19] (a) Wu, H.; Shevlin, S. A.; Meng, Q.; Guo, W.; Meng, Y.; Lu, K.; Wei, Z.; Guo, Z. Adv. Mater. 2014, 26, 3338.
(b) Song, Z.; Qian, Y.; Liu, X.; Zhang, T.; Zhu, Y.; Yu, H.; Otani, M.; Zhou, H. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 4077.
(c) Song, Z.; Zhan, H.; Zhou, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8444.
(d) Armand, M.; Grugeon, S.; Vezin, H.; Laruelle, S.; Ribiere, P.; Poizot, P.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2009, 8, 120.
(e) Chen, H.; Armand, M.; Courty, M.; Jiang, M.; Grey, C. P.; Dolhem, F.; Tarascon, J.-M.; Poizot, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8984.
[20] (a) Zhan, L.; Song, Z.; Zhang, J.; Tang, J.; Zhan, H.; Zhou, Y.; Zhan, C. Electrochim. Acta 2008, 53, 8319.
(b) Zhang, J. Y.; Kong, L. B.; Zhan, L. Z.; Tang, J.; Zhan, H.; Zhou, Y. H.; Zhan, C. M. J. Power Sources 2007, 168, 278.
[21] (a) Jähnert, T.; Hager, M. D.; Schubert, U. S. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 15234.
(b) Janoschka, T.; Hager, M. D.; Schubert, U. S. Adv. Mater. 2012, 24, 6397.
(c) Nakahara, K.; Oyaizu, K.; Nishide, H. Chem. Lett. 2011, 40, 222.
(d) Morita, Y.; Nishida, S.; Murata, T.; Moriguchi, M.; Ueda, A.; Satoh, M.; Arifuku, K.; Sato, K.; Takui, T. Nat. Mater. 2011, 10, 947.
[22] Yang, D.-H.; Yao, Z.-Q.; Wu, D.; Zhang, Y.-H.; Zhou, Z.; Bu, X.-H. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 18621
[23] Xu, F.; Jin, S.; Zhong, H.; Wu, D.; Yang, X.; Chen, X.; Wei, H.; Fu, R.; Jiang, D. Sci. Rep. 2015, 5, 8225.
[24] Wang, S.; Wang, Q.; Shao, P.; Han, Y.; Gao, X.; Ma, L.; Yuan, S.; Ma, X.; Zhou, J.; Feng, X.; Wang, B. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 4258.
[25] Lei, Z.; Yang, Q.; Xu, Y.; Guo, S.; Sun, W.; Liu, H.; Lv, L. P.; Zhang, Y.; Wang, Y. Nat. Commun. 2018, 9, 576.
[26] (a) Bachman, J. C.; Muy, S.; Grimaud, A.; Chang, H. H.; Pour, N.; Lux, S. F.; Paschos, O.; Maglia, F.; Lupart, S.; Lamp, P.; Giordano, L.; Shao-Horn, Y. Chem. Rev. 2016, 116, 140.
(b) Thangadurai, V.; Narayanan, S.; Pinzaru, D. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 4714.
[27] (a) Richards, W. D.; Miara, L. J.; Wang, Y.; Kim, J. C.; Ceder, G. Chem. Mater. 2015, 28, 266.
(b) Xin, S.; You, Y.; Wang, S.; Gao, H.-C.; Yin, Y.-X.; Guo, Y.-G. ACS Energy Lett. 2017, 2, 1385.
(c) Jeong, K.; Park, S.; Lee, S.-Y. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 1917.
[28] (a) Zhang, H.; Li, C.; Piszcz, M.; Coya, E.; Rojo, T.; Rodriguez-Martinez, L. M.; Armand, M.; Zhou, Z. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 797.
(b) Bouchet, R.; Maria, S.; Meziane, R.; Aboulaich, A.; Lienafa, L.; Bonnet, J.-P.; Phan, T. N. T.; Bertin, D.; Gigmes, D.; Devaux, D.; Denoyel, R.; Armand, M. Nat. Mater. 2013, 12, 452.
[29] Du, Y.; Yang, H.; Whiteley, J. M.; Wan, S.; Jin, Y.; Lee, S. H.; Zhang, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1737.
[30] Chen, H.; Tu, H.; Hu, C.; Liu, Y.; Dong, D.; Sun, Y.; Dai, Y.; Wang, S.; Qian, H.; Lin, Z.; Chen, L. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 896.
[31] Guo, Z.; Zhang, Y.; Dong, Y.; Li, J.; Li, S.; Shao, P.; Feng, X.; Wang, B. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1923.
[32] Xu, Q.; Tao, S.; Jiang, Q.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7429.
[33] Zhang, G.; Hong, Y. L.; Nishiyama, Y.; Bai, S.; Kitagawa, S.; Horike, S. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1227.
[34] (a) Liu, X.; Huang, J. Q.; Zhang, Q.; Mai, L. Adv. Mater. 2017, 29, 1601759.
(b) Bruce, P. G.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2011, 11, 19.
(c) Pang, Q.; Liang, X.; Kwok, C. Y.; Nazar, L.F. Nat. Energy 2016, 1, 16132.
[35] (a) Yin, Y. X.; Xin, S.; Guo, Y. G.; Wan, L. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13186.
(b) Ji, X.; Lee, K. T.; Nazar, L. F. Nat. Mater. 2009, 8, 500.
(c) Zhao, Y.; Wu, W.; Li, J.; Xu, Z.; Guan, L. Adv. Mater. 2014, 27, 1694.
(d) Cheng, Z.; Pan, H.; Zhong, H.; Xiao, Z.; Li, X.; Wang, R. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1707597.
[36] (a) Song, J.; Gordin, M. L.; Xu, T.; Chen, S.; Yu, Z.; Sohn, H.; Lu, J.; Ren, Y.; Duan, Y.; Wang, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4325.
(b) Yang, C. P.; Yin, Y. X.; Ye, H.; Jiang, K. C.; Zhang, J.; Guo, Y. G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 8789.
[37] Liao, H.; Ding, H.; Li, B.; Ai, X.; Wang, C. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 8854.
[38] Liao, H.; Wang, H.; Ding, H.; Meng, X.; Xu, H.; Wang, B.; Ai, X.; Wang, C. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 7416.
[39] Meng, Y.; Lin, G.; Ding, H.; Liao, H.; Wang, C. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 17186.
[40] Xu, F.; Yang, S.; Jiang, G.; Ye, Q.; Wei, B.; Wang, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 37731.
[41] (a) Mclntosh, S.; Gorte, R. J. Chem. Rev. 2004, 104, 4845.
(b) Winter, M.; Brodd, R. J. Chem. Rev. 2004, 104, 4245.
[42] (a) Schmidt-Rohr, K.; Chen, Q. Nat. Mater. 2008, 7, 75.
(b) Mauritz, K. A. Chem. Rev. 2004, 104, 4535.
(c) Kreuer, K.-D.; Paddison, S. J.; Spohr, E.; Schuster, M. Chem. Rev. 2004, 104, 4637.
[43] (a) Devanathan, R. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 101.
(b) Peckham, T. J.; Holdcroft, S. Adv. Mater. 2010, 22, 4667.
[44] (a) Rikukawa, M.; Sanui, K. Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 1463.
(b) Paddison, S. J. Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 289.
[45] (a) Horike, S.; Umeyama, D.; Kitagawa, S. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2376.
(b) Hurd, J. A.; Vaidhyanathan, R.; Thangadurai, V.; Ratcliffe, C. I.; Moudrakovski, I. L.; Shimizu, G. K. Nat. Chem. 2009, 1, 705.
(c) Furukawa, H.; Cordova, K. E.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2013, 341, 1230444.
[46] Chandra, S.; Kundu, T.; Kandambeth, S.; Babarao, R.; Marathe, Y.; Kunjir, S. M.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6570.
[47] Xu, H.; Tao, S.; Jiang, D. Nat. Chem. 2016, 15, 722.
[48] Chandra, S.; Kundu, T.; Dey, K.; Addicoat, M.; Heine, T.; Banerjee, R. Chem. Mater. 2016, 28, 1489.
[49] Sasmal, H. S.; Aiyappa, H. B.; Bhange, S. N.; Karak, S.; Halder, A.; Kurungot, S.; Banerjee, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 108.
[50] Chen, X.; Paul, R.; Dai, L. Natl. Sci. Rev. 2017, 4, 453.
[51] Li, X.; Wei, B. Nano Energy 2013, 2, 159.
[52] Wang, Y.; Song, Y.; Xia, Y. Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 5925.
[53] DeBlase, C. R.; Silberstein, K. E.; Truong, T. T.; Abruna, H. D.; Dichtel, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16821
[54] DeBlase, C. R.; Hernandez-Burgos, K.; Silberstein, K. E.; Rodriguez-Calero, G. G.; Bisbey, R. P.; Abruña, H. D.; Dichtel, W. R. ACS Nano 2015, 9, 3178.
[55] Mulzer, C. R.; Shen, L; Bisbey, R. P.; McKone, J. R.; Zhang, N.; Abruña, H. D.; Dichtel, W. R. ACS Cent. Sci. 2016, 2, 667.
[56] Xu, F.; Xu, H.; Chen, X.; Wu, D.; Wu, Y.; Liu, H.; Gu, C.; Fu, R.; Jiang, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6814.
[57] Chandra, S.; Roy Chowdhury, D.; Addicoat, M.; Heine, T.; Paul, A.; Banerjee, R. Chem. Mater. 2017, 29, 2074.
[58] Stamenkovic, V. R.; Strmcnik, D.; Lopes, P. P.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2016, 16, 57.
[59] Stamenkovic, V. R.; Strmcnik, D.; Lopes, P. P.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2016, 16, 57.
[60] Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37.
[61] (a) Kudo, A.; Miseki, Y. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253.
(b) Chen, S.; Takata, T.; Domen, K. Nat. Rev. Mater. 2017, 2, 17050.
[62] (a) Wang, X.; Maeda, K.; Thomas, A.; Takanabe, K.; Xin, G.; Carlsson, J. M.; Domen, K.; Antonietti, M. Nat. Mater. 2009, 8, 76.
(b) Schwinghammer, K.; Mesch, M. B.; Duppel, V.; Ziegler, C.; Senker, J.; Lotsch, B. V. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1730.
[63] (a) Sprick, R. S.; Jiang, J. X.; Bonillo, B.; Ren, S.; Ratvijitvech, T.; Guiglion, P.; Zwijnenburg, M. A.; Adams, D. J.; Cooper, A. I. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3265.
(b) Li, L.; Cai, Z.; Wu, Q.; Lo, W. Y.; Zhang, N.; Chen, L. X.; Yu, L. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7681.
(c) Yang, C.; Ma, B. C.; Zhang, L.; Lin, S.; Ghasimi, S.; Landfester, K.; Zhang, K. A.; Wang, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9202.
[64] (a) Woods, D. J.; Sprick, R. S.; Smith, C. L.; Cowan, A. J.; Cooper, A. I. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700479.
(b) Sprick, R. S.; Bonillo, B.; Clowes, R.; Guiglion, P.; Brownbill, N. J.; Slater, B. J.; Blanc, F.; Zwijnenburg, M. A.; Adams, D. J.; Cooper, A. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1792.
[65] Stegbauer, L.; Schwinghammer, K.; Lotsch, B. V. Chem. Sci. 2014, 5, 2789.
[66] Vyas, V. S.; Haase, F.; Stegbauer, L.; Savasci, G.; Podjaski, F.; Ochsenfeld, C.; Lotsch, B. V. Nat. Commun. 2015, 6, 8508.
[67] Pachfule, P.; Acharjya, A.; Roeser, J.; Langenhahn, T.; Schwarze, M.; Schomacker, R.; Thomas, A.; Schmidt, J. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1423.
[68] Wang, X.; Chen, L.; Chong, S. Y.; Little, M. A.; Wu, Y.; Zhu, W. H.; Clowes, R.; Yan, Y.; Zwijnenburg, M. A.; Sprick, R. S.; Cooper, A. I. Nat. Chem. 2018, 10, 1180.
[69] Berardi, S.; Drouet, S.; Francàs, L.; Gimbert-Suriñach, C.; Guttentag, M.; Richmond, C.; Stoll, T.; Llobet, A. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7501.
[70] (a) Reier, T.; Oezaslan, M.; Strasser, P. ACS Catal. 2012, 2, 1765.
(b) Sardar, K.; Petrucco, E.; Hiley, C. I.; Sharman, J. D.; Wells, P. P.; Russell, A. E.; Kashtiban, R. J.; Sloan, J.; Walton, R. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10960.
[71] (a) Chang, J.; Xiao, Y.; Xiao, M.; Ge, J.; Liu, C.; Xing, W. ACS Catal. 2015, 5, 6874.
(b) Zhang, C.; Antonietti, M.; Fellinger, T.-P. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 7655.
(c) Wu, L.; Li, Q.; Wu, C. H.; Zhu, H.; Mendoza-Garcia, A.; Shen, B.; Guo, J.; Sun, S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7071.
(d) Zhang, G.; Huang, C.; Wang, X. Small, 2015, 11, 1215.
[72] Blakemore, J. D.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Chem. Rev. 2015, 115, 12974.
[73] Aiyappa, H. B.; Thote, J.; Shinde, D. B.; Banerjee, R.; Kurungot, S. Chem. Mater. 2016, 28, 4375.
[74] Mullangi, D.; Dhavale, V.; Shalini, S.; Nandi, S.; Collins, S.; Woo, T.; Kurungot, S.; Vaidhyanathan, R. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1600110.
[75] Nandi, S.; Singh, S. K.; Mullangi, D.; Illathvalappil, R.; George, L.; Vinod, C. P.; Kurungot, S.; Vaidhyanathan, R. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1601189.
[76] (a) Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729.
(b) Gray, H. B. Nat. Chem. 2009, 1, 7.
[77] (a) Zhao, G.; Huang, X.; Wang, X.; Wang, X. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 21625.
(b) Habisreutinger, S. N.; Schmidt-Mende, L.; Stolarczyk, J. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7372.
(c) Inoue, T.; Fujishima, A.; Konishi, S.; Honda, K. Nature 1979, 277, 637.
(d) Thampi, K. R.; Kiwi, J.; Grätzel, M. Nature 1987, 327, 506.
(e) Tu, W.; Zhou, Y.; Zou, Z. Adv. Mater. 2014, 26, 4607.
[78] (a) Lin, W.; Frei, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1610.
(b) Anpo, M.; Takeuchi, M. J. Catal. 2003, 216, 505.
(c) Shioya, Y.; Ikeue, K.; Ogawa, M.; Anpo, M. Appl. Catal. A:General 2003, 254, 251.
(d) Matsuoka, M.; Anpo, M. J. Photochem. Photobiol. C:Photochem. Rev. 2003, 3, 225.
(e) Anpo, M.; Yamashita, H.; Ikeue, K.; Fujii, Y.; Zhang, S. G.; Ichihashi, Y.; Park, D. R.; Suzuki, Y.; Koyano, K.; Tatsumi, T. Catal. Today 1998, 44, 327.
(f) Anpo, M. J. CO₂ Util. 2013, 1, 8.
(g) Schneider, J.; Matsuoka, M.; Takeuchi, M.; Zhang, J.; Horiuchi, Y.; Anpo, M.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 2014, 114, 9919.
[79] Yang, S.; Hu, W.; Zhang, X.; He, P.; Pattengale, B.; Liu, C.; Cendejas, M.; Hermans, I.; Zhang, X.; Zhang, J.; Huang, J. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14614.
[80] Lin, S.; Diercks, C. S.; Zhang, Y.-B.; Kornienko, N.; Nichols, E. M.; Zhao, Y.; Paris, A. R.; Kim, D.; Yang, P.; Yaghi, O. M.; Chang, C. J. Science 2015, 349, 1208.
[81] Diercks, C. S.; Lin, S.; Kornienko, N.; Kapustin, E. A.; Nichols, E. M.; Zhu, C.; Zhao, Y.; Chang, C. J.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1116.