Graphene nanoelectrodes: Fabrication and size-dependent electrochemistry

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 27, 2013, Pages 10073-10080

  Zhang, Bo ^a   Fan, Lixin ^a   Zhong, Huawei ^a   Liu, Yuwen ^a   Chen, Shengli ^a  

^a WUHAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIFFUSE DOUBLE LAYERS; ELECTROCHEMICAL INTERFACE; HETEROGENEOUS ELECTRON TRANSFER; HIGH-TEMPERATURE ANNEALING; REDUCED GRAPHENE OXIDES; SUPPORTING ELECTROLYTE; ULTRA MICROELECTRODES; VOLTAMMETRIC ANALYSIS;

ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; FABRICATION; GRAPHENE; GRAPHITE ELECTRODES; MICROELECTRODES; RATE CONSTANTS; REDUCTION;

ELECTROCHEMISTRY;

GRAPHENE OXIDE; HYDRAZINE DERIVATIVE;

ARTICLE; CENTRIFUGATION; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; HIGH TEMPERATURE; NANOFABRICATION; RAMAN SPECTROMETRY; SUSPENSION;

ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; ELECTRODES; GRAPHITE; HYDRAZINES; NANOSTRUCTURES; OXIDES; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84880011646     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja402456b     Document Type: Article

References (113)

1. Brownson, D. A. C.; Kampouris, D. K.; Banks, C. E. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6944-6976
2. Chlistunoff, J.; Cliffel, D.; Bard, A. J. Thin Solid Films 1995, 257, 166-184
3. Birkett, P. R.; Taylor, R.; Wachter, N. K.; Carano, M.; Paolucci, F.; Roffia, S.; Zerbetto, F. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4209-4212
4. Campbell, J. K.; Sun, L.; Crooks, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3779-3780
5. Heller, I.; Kong, J.; Heering, H. A.; Williams, K. A.; Lemay, S. G.; Dekker, C. Nano Lett. 2005, 5, 137-142
6. Nugent, J. M.; Santhanam, K. S. V.; Rubio, A.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2001, 1, 87-91
7. Wang, C.; Waje, M.; Wang, X.; Tang, J. M.; Haddon, R. C.; Yan, Y. Nano Lett. 2004, 4, 345-348
8. Zhu, Y. W.; Murali, S.; Stoller, M. D.; Ganesh, K. J.; Cai, W.; Ferreira, P. J.; Pirkle, A.; Wallace, R. M.; Cychosz, K. A.; Thommes, M.; Su, D.; Stach, E. A.; Ruoff, R. S. Science 2011, 332, 1537-1541
9. Zhang, L. L.; Zhao, X.; Ji, H. X.; Stoller, M. D.; Lai, L. F.; Murali, S.; Mcdonnell, S.; Cleveger, B.; Wallacec, R. M.; Ruoff, R. S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9618-9625
10. Skinner, B.; Fogler, M. M.; Shklovskii, B. I. Phys. Rev. B 2011, 84, 235133-235145
11. Stoller, M. D.; Park, S. J.; Zhu, Y. W.; An, J. H.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2008, 8, 3498-3502
12. El-Kady, M. F.; Strong, V.; Dubin, S.; Kaner, R. B. Science 2012, 335, 1326-1330
13. Gong, K. P.; Du, F.; Xia, Z. H.; Dustock, M.; Dai, L. M. Science 2009, 323, 760-764
14. Yu, D. S.; Nagelli, E.; Du, F.; Dai, L. M. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2165-2173
15. Zhang, S. M.; Zhang, H. Y.; Liu, Q.; Chen, S. L. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3302-3308
16. Li, Y. G.; Zhou, W.; Wang, H. L.; Xie, L. M.; Liang, Y. Y.; Wei, F.; Idrobo, J. C.; Pennycook, S. J.; Dai, H. J. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 394-400
17. Yoo, E. J.; Kim, J.; Hosono, E.; Zhou, H. S.; Kudo, T.; Honma, I. Nano Lett. 2008, 8, 2277-2282
18. Zhou, G.; Wang, D. W.; Li, F.; Zhang, L.; Li, N.; Wu, Z. S.; Wen, L.; Lu, G. Q.; Cheng, H. M. Chem. Mater. 2010, 22, 5306-5313
19. Wang, C.; Li, D.; Too, C. O.; Wallace, G. G. Chem. Mater. 2009, 21, 2604-2606
20. Geim, A. K. Science 2009, 19, 1530-1534
21. Li, X.; Cai, W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yang, D.; Piner, R.; Velamakanni, A.; Jung, I.; Tutuc, E.; Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2009, 5, 1312-1314
22. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J. S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Kim, H.; Song, Y. I.; Kim, Y. J.; Kim, K. S.; Ozyilmaz, B.; Ahn, J. H.; Hong, B. H.; Iijima, S. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574-578
23. Güell, A. G.; Ebejer, N.; Snowden, M. E.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7258-7261
24. Xia, J.; Chen, F.; Li, J.; Tao, N. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 505-509
25. Chen, F.; Qing, Q.; Xia, J.; Li, J.; Tao, N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9908-9909
26. Li, W. T. C.; Lowe, M. A.; Abruña, H. D.; Ralph, D. C. ACS Nano 2011, 5, 2264-2270
27. Rodriguez-Lopez, J.; Ritzert, N. L.; Mann, J. A.; Tan, C.; Dichtel, W. R.; Abruna, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6224-6236
28. Li, X.; Zhu, Y.; Cai, W.; Borysiak, M.; Han, B.; Chen, D.; Piner, R. D.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2009, 9, 4359-4363
29. Dudin, P. V.; Snowden, M. E.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. ACS Nano 2011, 5, 10017-10025
30. Moon, I. K.; Lee, J.; Ruoff, R. S.; Lee, H. Nat. Commun. 2010, 1, 73-78
31. Dreyer, D. R.; Park, S. J.; Bielawski, C. W.; Ruoff, R. S. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 228-2401
32. Zhou, M.; Zhai, Y.; Dong, S. Anal. Chem. 2009, 81, 5603-5613
33. Guo, S. J.; Dong, S. J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2644-2672
34. Shan, C.; Yang, H.; Song, J.; Han, D.; Ivaska, A.; Niu, L. Anal. Chem. 2009, 81, 2378-2382
35. Yang, S.; Xu, B.; Zhang, J.; Huang, X.; Ye, J.; Yu, C. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4389-4393
36. Xie, X.; Zhao, K.; Xu, X.; Zhao, W.; Liu, S.; Zhu, Z.; Li, M.; Shi, Z.; Shao, Y. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14243-14250
37. Zhou, M.; Wang, Y.; Zhai, Y.; Zhai, J.; Ren, W.; Wang, F.; Dong, S. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 6116-6120
38. Li, F.; Xue, M.; Ma, X.; Zhang, M.; Cao, T. Anal. Chem. 2011, 83, 6426-6430
39. Gooding, J. J.; Ciampi, S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2704-2718
40. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554
41. Liu, B.; Bard, A. J.; Mirkin, M. V.; Creager, S. E. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1485-1492
42. Chazalviel, J. N.; Allongue, P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 762-764
43. Su, L.; Gao, F.; Mao, L. Anal. Chem. 2006, 78, 2651-2657
44. Diao, P.; Liu, Z. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 20906-20913
45. Kissling, G. P.; Milesa, D. O.; FermIn, D. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 21175-21185
46. Watkins, J. J.; Chen, J. Y.; White, H. S.; Abruña, H. D.; Maisonhaute, E.; Amatore, C. Anal. Chem. 2003, 75, 3962-3971
47. Slevin, C. J.; Gray, N. J.; Macpherson, J. V.; Webb, M. A.; Unwin, P. R. Electrochem. Commun. 1999, 1, 282-288
48. Penner, R. M.; Heben, M. J.; Longin, T. L.; Lewis, N. S. Science 1990, 250, 1118-1121
49. Li, Y.; Bergman, D.; Zhang, B. Anal. Chem. 2009, 81, 5496-5502
50. Mirkin, M. V. Isr. J. Chem. 2010, 50, 291-305
51. Sun, P.; Mirkin, M. V. Anal. Chem. 2006, 78, 6526-6534
52. Mirkin, M. V.; Shao, Y. Anal. Chem. 1997, 69, 1627-1634
53. Norton, J. D.; White, H. S.; Feldberg, S. W. J. Phys. Chem. 1990, 94, 6772-6780
54. Watkins, J. J.; White, H. S. Langmuir 2004, 20, 5474-5483
55. White, H. S. Anal. Chem. 2002, 74, 4577-4582
56. Conyers, J. L.; White, H. S. Anal. Chem. 2000, 72, 4441-4446
57. Smith, C. P.; White, H. S. Anal. Chem. 1993, 65, 3343-3353
58. Chen, S. L.; Kucernak, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9396-9404
59. Chen, S. L.; Kucernak, A. Electrochem. Commun. 2002, 4, 80-85
60. Liu, Y. W.; Zhang, Q. F.; Chen, S. L. Electrochim. Acta 2010, 27, 8280-8286
61. He, R.; Chen, S. L.; Yang, F.; Wu, B. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3262-3270
62. Sun, Y.; Liu, Y. W.; Liang, Z. X.; Xiong, L.; Wang, A. L.; Chen, S. L. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9878-9883
63. Liu, Y. W.; He, R.; Zhang, Q. F.; Chen, S. L. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10812-10822
64. Batchelor-McAuley, C.; Dickinson, E. J. F.; Rees, N. V.; Toghill, K. E.; Compton, R. G. Anal. Chem. 2012, 84, 669-684
65. Dickinson, E. J. F.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17585-17589
66. Henstridge, M. C.; Dickinson, E. J. F.; Compton, R. G. Chem. Phys. Lett. 2010, 485, 167-170
67. Limon-Petersen, J. G.; Streeter, I.; Rees, N. V.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 333-337
68. Streeter, I.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13716-13728
69. Limon-Petersen, J. G.; Streeter, I.; Rees, N. V.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17175-17182
70. Sun, P.; Zhang, Z. Q.; Guo, J. D.; Shao, Y. H. Anal. Chem. 2001, 73, 5346-5351
71. Cox, J. T.; Zhang, B. Annu. Rev. Anal. Chem. 2012, 5, 253-272
72. Hummers, W. S.; Offeman, R. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339-1339
73. Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Piner, R. D.; Kohlhaas, K. A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Wu, Y.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Carbon 2007, 45, 1558-1565
74. Tung, V. C.; Allen, M. J.; Yang, Y.; Kaner, R. B. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 25-29
75. Li, X. L.; Wang, H. L.; Robinson, J. T.; Sanchez, H.; Diankov, G.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15939-15944
76. Gao, W.; Alemany, L. B.; Ci, L. J.; Ajayan, P. M. Nat. Chem. 2009, 1, 403-408
77. Yang, D; V. A.; Bozoklu, G.; Park, S.; Stoller, M.; Piner, R. D.; Stankovich, S.; Jung, I.; Field, D. A.; Ventrice, C. A., Jr.; Ruoff, R. S. Carbon 2009, 47, 145-152
78. Mezour, M. A.; Morin, M.; Mauzeroll, J. Anal. Chem. 2011, 83, 2378-2382
79. Li, X.; Wang, X.; Zhang, L.; Lee, S.; Dai, H. Science 2008, 319, 1229-1232
80. Lotya, M.; Hernandez, Y.; King, P. J.; Smith, R. J.; Nicolosi, V.; Karlsson, L. S.; Blighe, F. M.; De, S.; Wang, Z.; McGovern, I. T.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3611-3620
81. Shin, K. Y.; Hong, J. Y.; Jang, J. Adv. Mater. 2011, 23, 2113-2118
82. He, C.; Li, Z.; Cai, M.; Cai, M.; Wang, J. Q.; Tian, Z.; Zhang, X.; Shen, P. K. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1401-1406
83. Ragoussi, M. E.; Malig, J.; Katsukis, G.; Butz, B.; Spiecker, E.; de la Torre, G.; Torres, T.; Guldi, D. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6421-6425
84. Tan, C.; Rodríguez-López, J.; Parks, J. J.; Ritzert, N. L.; Ralph, D. C.; Abruña, H. D. ACS Nano 2012, 6, 3070-3079
85. Sharma, R.; Baik, J. H.; Perera, C. J.; Strano, M. S. Nano Lett. 2010, 10, 398-405
86. Cline, K. K.; McDermott, M. T.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. 1994, 98, 5314-5319
87. McCreery, R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 2646-2687
88. McDermott, M. T.; Kneten, K.; McCreery, R. L. J. Phys. Chem. 1992, 96, 3124-3130
89. Banks, C. E.; Moore, R. R.; Davies, T. J.; Compton, R. G. Chem. Commun. 2004, 1804-1805
90. Davies, T. J.; Hyde, M. E.; Compton, R. G. Angew. Chem. 2005, 44, 5121-5126
91. Hyde, M. E.; Davies, T. J.; Compton, R. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6491-6496
92. Ji, X. B.; Buzzeo, M. C.; Banks, C. E.; Compton, R. G. Electroanalysis 2006, 18, 44-52
93. Banks, C. E.; Davies, T. J.; Wildgoose, G. G.; Compton, R. G. Chem. Commun. 2005, 829-841
94. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2 nd ed.; Wiley: New York, 2001.
95. Mirkin, M. V.; Bard, A.J. Anal. Chem. 1992, 64, 2293-2302
96. Oldham, K. B.; Zoski, C. G. J. Electroanal. Chem. 1988, 256, 11-19
97. Oldham, K. B. Steady State Voltammetry. In Microelectrode: Theory and Application; Montenegro, M. I.; Queiros, M. A.; Daschbach, J. L., Eds.; Kluwer: Dordrecht, The Netherlands, 1991; pp 35-50.
98. McCreery, R. L.; McDermott, M. T. Anal. Chem. 2012, 84, 2602-2605
99. Royea, W. J.; Hamann, T. W.; Brunschwig, B. S.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19433-19442
100. Gerischer, H.; McIntyre, R.; Scherson, D.; Storck, W. J. Phys. Chem. 1987, 91, 1930
101. Ugeda, M. M.; Brihuega, I.; Guinea, F.; Gomez-Rodriguez, J. M. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 096804-096807
102. Schweitzer, L. Phys. Rev. B 2009, 80, 245430-245435
103. Wang, C.; Hu, X. Talanta 2006, 68, 1322-1328
104. Velmurugan, J.; Sun, P.; Mirkin, M. V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 459-464
105. Wang, H. L.; Robinson, J. T.; Li, X. L.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9910-9911
106. Patel, A. N.; Collignon, M. G.; O'Connell, M. A.; Hung, W. O. Y.; McKelvey, K.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20117-20130
107. Lai, S. C. S.; Patel, A. N.; McKelvey, K.; Unwin, P. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 1-5
108. Amatore, C.; Fosset, B. J. Electroanal. Chem. 1988, 256, 255-268
109. Amatore, C.; Deakin, M. R.; Wightman, R. M. J. Electroanal. Chem. 1987, 220, 49-63
110. Ciszkowska, M.; Jaworski, A.; Osteryoung, J. G. J. Electroanal. Chem. 1997, 423, 95-101
111. Lee, C.; Anson, F. C. J. Electroanal. Chem. 1992, 323, 381-389
112. Beriet, C.; Pletcher, D. J. Electroanal. Chem. 1993, 361, 93-101
113. Rooney, M. B.; Coomber, D. C.; Bond, A. M. Anal. Chem. 2000, 72, 3486-3491-3491