Theoretical insights into the structures of graphene oxide and its chemical conversions between graphene

Journal of Computational and Theoretical Nanoscience

Volumn 8, Issue 12, 2011, Pages 2406-2422

  Gao, Xingfa ^a   Jiang, De En ^b   Zhao, Yuliang ^c,d   Nagase, Shigeru ^e   Zhang, Shengbai ^a   Chen, Zhongfang ^f  

^a Rensselaer Polytechnic Institute   (United States)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c INSTITUTE OF HIGH ENERGY PHYSICS   (China)

^d NATIONAL CENTER FOR NANOSCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^e INSTITUTE FOR MOLECULAR SCIENCE   (Japan)

^f UNIVERSITY OF PUERTO RICO   (Puerto Rico)

Author keywords

Electronic structure; Graphene; Molecular structure

Indexed keywords

CHEMICAL CONVERSIONS; COMPUTATIONAL EFFORT; GRAPHITE OXIDE; MOLECULAR MODELS; OXIDATION MECHANISMS; REDUCTION MECHANISMS;

ELECTRONIC STRUCTURE; GRAPHENE; MOLECULAR STRUCTURE;

COMPUTATIONAL CHEMISTRY;

EID: 84863012295     PISSN: 15461955     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jctn.2011.1972     Document Type: Review

References (62)

1. P. R. Wallace, Phys. Rev. Lett. 71, 622 (1947).
2. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
3. S. Park and R. S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 4, 217 (2009).
4. M. J. Allen, V. C. Tung, and R. B. Kaner, Chem. Rev. 110, 132 (2010).
5. K. Müllen and J. P. Rabe, Acc. Chem. Res. 41, 511 (2008).
6. D. R. Dreyer, S. Park, C. W. Bielawski, and R. S. Ruoff, Chem. Soc. Rev. 39, 228 (2010).
7. K. P. Loh, Q. Bao, P. K. Ang, and J. Yang, Chem. Soc. Rev. 20, 2277 (2010).
8. O. C. Compton and S. T. Nguyen, Small 6, 711 (2010).
9. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 183 (2007).
10. A. K. Geim, Science 324, 1530 (2009).
11. J. Sakamoto, J. van Heijst, O. Lukin, A. D. Schlüter, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 1030 (2009).
12. B. C. Brodie, Philos. Trans. R. Soc. London 149, 249 (1859).
13. L. Staudenmaier, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 31, 1481 (1898).
14. W. S. Hummers and J. R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958).
15. N. I. Kovtyukhova, P. J. Ollivier, B. R. Martin, T. E. Mallouk, S. A. Chizhik, E. V. Buzaneva, and A. D. Gorchinskiy, Chem. Mater. 11, 771 (1999).
16. M. Hirata, T. Gotou, S. Horiuchi, M. Fujiwara, and M. Ohba, Carbon 42, 2929 (2004).
17. M. Mermoux and Y. Chabre, Synthetic Met. 34, 157 (1989).
18. T. Szabó, O. Berkesi, P. Forgo, K. Josepovits, Y. Sanakis, D. Petridis, and I. Dékány, Chem. Mater. 18, 2740 (2006).
19. M. Mermoux, Y. Chabre, and A. Rousseau, Carbon 29, 469 (1991).
20. S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Carbon 45, 1558 (2007).
21. A. B. Bourlinos, D. Gournis, D. Petridis, T. Szabo, A. Szeri, and I. Dekany, Langmuir 19, 6050 (2003).
22. M. Hirata, T. Gotou, and M. Ohba, Carbon 43, 503 (2005).
23. S. Stankovich, R. D. Piner, X. Chen, N. Wu, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, J. Mater. Chem. 16, 155 (2006).
24. S. Stankovich, R. D. Piner, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Carbon 44, 3342 (2006).
25. D. Cai and M. Song, J. Mater. Chem. 17, 3678 (2007).
26. D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney, R. D. Piner, G. H. B. Dommett, G. Evmenenko, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Nature 448, 457 (2007).
27. S. Gilje, S. Han, M. Wang, K. L. Wang, and R. B. Kaner, Nano Lett. 7, 3394 (2007).
28. N. A. Kotov, I. Dékány, and J. H. Fendler, Adv. Mater. 8, 637 (1996).
29. C. Gomez-Navarro, R. T. Weitz, A. M. Bittner, M. Scolari, A. Mews, M. Burghard, and K. Kern, Nano Lett. 7, 3499 (2007).
30. X. Fan, W. Peng, Y. Li, X. Li, S. Wang, G. Zhang, and F. Zhang, Adv. Mater. 20, 1 (2008).
31. G. Williams, B. Seger, and P. V. Kamat, ACS Nano 2, 1487 (2008).
32. M. J. McAllister, J.-L. Li, D. H. Adamson, H. C. Schniepp, A. A. Abdala, J. Liu, M. Herrera-Alonso, D. L. Milius, R. Car, R. K. Prud'homme, and I. A. Aksay, Chem. Mater. 19, 4396 (2007).
33. I. Jung, M. Pelton, R. Piner, D. A. Dikin, S. Stankovich, S. Watcharotone, M. Hausner, and R. S. Ruoff, Nano Lett. 7, 3569 (2007).
34. H. A. Becerril, J. Mao, Z. Liu, R. M. Stoltenberg, Z. Bao, and Y. Chen, ACS Nano 2, 463 (2008).
35. D. Yang, A. Velamakanni, G. Bozoklu, S. Park, M. Stoller, R. D. Piner, S. Stankovich, I. Jung, D. A. Field, C. A. Ventrice Jr., and R. S. Ruoff, Carbon 47, 145 (2009).
36. K. Sendt and B. S. Haynes, Proc. Combust. Inst. 30, 2141 (2004).
37. K. Sendt and B. S. Haynes, J. Phys. Chem. C 111, 5465 (2007).
38. Z. H. Zhu, J. Finnerty, G. Q. Lu, and R. T. Yang, Energy Fuels 16, 1359 (2002).
39. J. M. Carlsson, F. Hanke, S. Linic, and M. Scheffler, Phys. Rev. Lett. 102, 166104 (2009).
40. S.-P. Chan, G. Chen, X. G. Gong, and Z.-F. Liu, Phys. Rev. Lett. 90, 086403 (2003).
41. D. Lamoen and B. N. J. Persson, J. Chem. Phys. 108, 3332 (1998).
42. F. Stevens, L. A. Kolodny, and T. P. Beebe, J. Phys. Chem. B 102, 10799 (1998).
43. J. M. Carlsson and M. Scheffler, Phys. Rev. Lett. 96, 046806 (2006).
44. J.-L. Li, K. N. Kudin, M. J. McAllister, R. K. Prud'homme, I. A. Aksay, and R. Car, Phys. Rev. Lett. 96, 176101 (2006).
45. J. T. Paci, T. Belytschko, and G. C. Schatz, J. Phys. Chem. C 111, 18099 (2007).
46. Z. Li, W. Zhang, Y. Luo, J. Yang, and J. G. Hou, J. Am. Chem. Soc. 131, 6320 (2009).
47. W. Cai, R. D. Piner, F. J. Stadermann, S. Park, M. A. Shaibat, Y. Ishii, D. Yang, A. Velamakanni, S. J. An, M. Stoller, J. An, D. Chen, and R. S. Ruoff, Science 321, 1815 (2008).
48. U. Hoffman and R. Holst, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 72, 754 (1939).
49. G. Ruess, Monatsch. Chem. 76, 381 (1946).
50. W. Scholz and H.-P. Boehm, Z. Anorg. Allg. Chem. 369, 327 (1969).
51. T. Nakajima, A. Mabuchi, and R. Hagiwara, Carbon 26, 357 (1988).
52. T. Nakajima and Y. Matsuo, Carbon 32, 469 (1994).
53. L. B. Casabianca, M. A. Shaibat, W. W. Cai, S. Park, R. Piner, R. S. Ruoff, and Y. Ishii, J. Am. Chem. Soc. 132, 5672 (2010).
54. D. W. Boukhvalov and M. I. Katsnelson, J. Am. Chem. Soc. 130, 10697 (2008).
55. J.-A. Yan, L. Xian, and M. Y. Chou, Phys. Rev. Lett. 103, 086802 (2009).
56. X. Gao, L. Wang, Y. Ohtsuka, D.-E. Jiang, Y. Zhao, S. Nagase, and Z. Chen, J. Am. Chem. Soc. 131, 9663 (2009).
57. X. Gao, J. Jang, and S. Nagase, J. Phys. Chem. C 114, 832 (2009).
58. M. C. Kim, G. S. Hwang, and R. S. Ruoff, J. Chem. Phys. 131, 064704 (2009).
59. L. Wang, Y. Y. Sun, K. Lee, D. West, Z. F. Chen, J. J. Zhao, and S. B. Zhang, Phys. Rev. B 82, 161406 (R) (2010).
60. J. A. Yan and M. Y. Chou, Phys. Rev. B 82, 125403 (2010).
61. H. J. Xiang, S. H. Wie, and X. G. Gong, Phys. Rev. B 82, 035416 (2010).
62. N. Lu, D. Yin, Z. Li, and J. Yang, J. Phys. Chem. C 115, 11991 (2011).