A computational infrared spectroscopic study of graphene oxide

Journal of Chemical Physics

Volumn 139, Issue 8, 2013, Pages

  Yin, Di ^a   Lu, Ning ^b   Li, Zhenyu ^a   Yang, Jinlong ^a  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b ANHUI NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBONYL GROUPS; CHEMICAL ENVIRONMENT; COMPUTATIONAL SIMULATION; GO MODEL; GRAPHENE OXIDES; INFRARED SPECTROSCOPIC STUDIES; IR SPECTRUM; STRETCHING FREQUENCY;

GRAPHENE; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

DEBRIS;

EID: 84903369164     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4818539     Document Type: Article

References (75)

1. O. C. Compton, and S. T. Nguyen, Small 6, 711 (2010). 10.1002/smll.200901934
2. D. R. Dreyer, S. Park, C. W. Bielawski, and R. S. Ruoff, Chem. Soc. Rev. 39, 228 (2010). 10.1039/b917103g
3. R. S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 3, 10 (2008). 10.1038/nnano.2007.432
4. S. Gilje, S. Han, M. Wang, K. L. Wang, and R. B. A. Kaner, Nano Lett. 7, 3394 (2007). 10.1021/nl0717715
5. S. Park, and R. S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 4, 217 (2009). 10.1038/nnano.2009.58
6. D. Li, M. B. Muller, S. Gilje, R. B. Kaner, and G. G. Wallace, Nat. Nanotechnol. 3, 101 (2008). 10.1038/nnano.2007.451
7. S. Stankovich, D. A. Dikin, G. H. B. Dommett, K. M. Kohlhaas, E. J. Zimney, E. A. Stach, R. D. Piner, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Nature (London) 442, 282 (2006). 10.1038/nature04969
8. L. Wang, K. Lee, Y. Y. Sun, M. Lucking, Z. Chen, J. J. Zhao, and S. B. Zhang, ACS Nano 3, 2995 (2009). 10.1021/nn900667s
9. G. M. Psofogiannakis, and G. E. Froudakis, J. Am. Chem. Soc. 131, 15133 (2009). 10.1021/ja906159p
10. E. Tylianakis, G. M. Psofogiannakis, and G. E. Froudakis, J. Phys. Chem. Lett. 1, 2459 (2010). 10.1021/jz100733z
11. J. Li, D. Kuang, Y. Feng, F. Zhang, Z. Xu, and M. Liu, J. Hazard. Mater. 201-202, 250 (2012). 10.1016/j.jhazmat.2011.11.076
12. S. Ge, M. Yan, J. Lu, M. Zhang, F. Yu, J. Yu, X. Song, and S. Yu, Biosens. Bioelectron. 31, 49 (2012). 10.1016/j.bios.2011.09.038
13. W. Xie, W. Huang, N. Li, and H. Luo, Chem. Commun. 48, 82 (2012). 10.1039/c1cc15449d
14. G. Eda, G. Fanchini, and M. Chhowalla, Nat. Nanotechnol. 3, 270 (2008). 10.1038/nnano.2008.83
15. X. Wu, M. Sprinkle, X. Li, F. Ming, C. Berger, and W. Heer, Phys. Rev. Lett. 101, 026801 (2008). 10.1103/PhysRevLett.101.026801
16. W. K. Kim, Y. M. Jung, J. H. Cho, J. Y. Kang, J. Y. Oh, H. Kang, H. J. Lee, J. H. Kim, S. Lee, H. J. Shin, J. Y. Choi, S. Y. Lee, Y. C. Kim, I. T. Han, J. M. Kim, J. G. Yook, S. Baik, and S. C. Jun, Appl. Phys. Lett. 97, 193103 (2010). 10.1063/1.3506468
17. B. C. Brodie, Ann. Chim. Phys. 59, 466 (1860).
18. U. Hofmann and R. Holst, Ber. Dtsch. Chem. Ges. B 72, 754 (1939). 10.1002/cber.19390720417
19. G. Ruess, Monatsch. Chem. 76, 381 (1947). 10.1007/BF00898987
20. W. Scholz and H. P. Boehm, Z. Anorg. Allg. Chem. 369, 327 (1969). 10.1002/zaac.19693690322
21. T. Nakajima, A. Mabuchi, and R. Hagiwara, Carbon 26, 357 (1988). 10.1016/0008-6223(88)90227-8
22. T. Nakajima and Y. Matsuo, Carbon 32, 469 (1994). 10.1016/0008-6223(94) 90168-6
23. H. He, T. Riedl, A. Lerf, and J. Klinowski, J. Phys. Chem. 100, 19954 (1996). 10.1021/jp961563t
24. A. Lerf, H. He, M. Forster, and J. Klinowski, J. Phys. Chem. B 102, 4477 (1998). 10.1021/jp9731821
25. T. Szabó, O. Berkesi, P. Forgó, K. Josepovits, Y. Sanakis, D. Petridis, and I. Dékány, Chem. Mater. 18, 2740 (2006). 10.1021/cm060258+
26. J. P. Rourke, P. A. Pandey, J. J. Moore, M. Bates, I. A. Kinloch, R. J. Young, and N. R. Wilson, Angew. Chem. Int. Ed. 123, 3231 (2011). 10.1002/ange.201007520
27. N. Lu and Z, Li, Quantum Simulations of Materials and Biological Systems (Springer, Berlin, 2012), pp. 69-84.
28. D. W. Boukhvalov, and M. I. Katsnelson, J. Am. Chem. Soc. 130, 10697 (2008). 10.1021/ja8021686
29. W. Zhang, V. Carravetta, Z. Li, Y. Luo, and J. Yang, J. Chem. Phys. 131, 244505 (2009). 10.1063/1.3276339
30. R. J. W. E. Lahaye, H. K. Jeong, C. Y. Park, and Y. H. Lee, Phys. Rev. B 79, 125435 (2009). 10.1103/PhysRevB.79.125435
31. L. Wang, Y. Y. Sun, K. Lee, D. West, Z. F. Chen, J. J. Zhao, and S. B. Zhang, Phys. Rev. B 82, 161406 (2010). 10.1103/PhysRevB.82.161406
32. J. A. Yan and M. Y. Chou, Phys. Rev. B 82, 125403 (2010). 10.1103/PhysRevB.82.125403
33. J. A. Yan, L. Xian, and M. Y. Chou, Phys. Rev. Lett. 103, 086802 (2009). 10.1103/PhysRevLett.103.086802
34. Z. Li, W. Zhang, Y. Luo, J. Yang, and J. Hou, J. Am. Chem. Soc. 131, 6320 (2009). 10.1021/ja8094729
35. N. Lu, Y. Huang, H. Li, Z. Li, and J. Yang, J. Chem. Phys. 133, 034502 (2010). 10.1063/1.3455715
36. J. T. Paci, T. Belytschko, and G. C. Schatz, J. Phys. Chem. C 111, 18099 (2007). 10.1021/jp075799g
37. L. Wang, J. Zhao, Y. Sun, and S. Zhang, J. Chem. Phys. 135, 184503 (2011). 10.1063/1.3658859
38. A. J. Page, C. P. Chou, B. Q. Pham, H. A. Witek, S. Irle, and K. Morokuma, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 3725 (2013). 10.1039/c3cp00094j
39. W. Gao, L. B. Alemany, L. Ci, and P. M. Ajayan, Nat. Chem. 1, 403 (2009). 10.1038/nchem.281
40. 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). 10.1126/science.1162369
41. 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). 10.1021/ja9030243
42. S. Saxena, T. A. Tyson, and E. Negusse, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3433 (2010). 10.1021/jz1014339
43. D. W. Lee, V. L. De Los Santos, J. W. Seo, L. L. Felix, D. A. Bustamante, J. M. Cole, and C. H. W. Barnes, J. Phys. Chem. B 114, 5723 (2010). 10.1021/jp1002275
44. S. Stankovich, R. D. Piner, S. T. Nguyen, and R. S. Ruoff, Carbon 44, 3342 (2006). 10.1016/j.carbon.2006.06.004
45. H. K. Jeong, L. Colakerol, M. H. Jin, P. A. Glans, K. E. Smith, and Y. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 460, 499 (2008). 10.1016/j.cplett.2008.06.042
46. J. Shen, M. Shi, H. Ma, B. Yan, N. Li, Y. Hu, and M. Ye, J. Colloid Interface Sci. 352, 366 (2010). 10.1016/j.jcis.2010.08.036
47. X. Li, G. Zhang, X. Bai, X. Sun, X. Wang, E. Wang, and H. Dai, Nat. Nanotechnol. 3, 538 (2008). 10.1038/nnano.2008.210
48. C. Hontoria-Lucas, A. J. Lóez-Peinado, J. D. López- Gonzáez, M. L. Rojas-Cervantes, and R. M. Martín-Aranda, Carbon 33, 1585 (1995). 10.1016/0008-6223(95)00120-3
49. C. D. Zangmeister, Chem. Mater. 22, 5625 (2010). 10.1021/cm102005m
50. Y. M. Shulga, V. M. Martynenko, V. E. Muradyan, S. A. Baskakov, V. A. Smirnov, and G. L. Gutsev, Chem. Phys. Lett. 498, 287 (2010). 10.1016/j.cplett.2010.08.056
51. T. Szabó, O. Berkesi, and I. Dékány, Carbon 43, 3186 (2005). 10.1016/j.carbon.2005.07.013
52. J. C. Meyer, C. Kisielowski, R. Erni, M. D. Rossell, M. F. Crommie, and A. Zettl, Nano Lett. 8, 3582 (2008). 10.1021/nl801386m
53. F. Banhart, J. Kotakoski, and A. V. Krasheninnikov, ACS Nano 5, 26 (2011). 10.1021/nn102598m
54. A. Hashimoto, K. Suenaga, A. Gloter, K. Urita, and S. Iijima, Nature (London) 430, 870 (2004). 10.1038/nature02817
55. K. Erickson, R. Erni, Z. Lee, N. Alem, W. Gannett, and A. Zettl, Adv. Mater. 22, 4467 (2010). 10.1002/adma.201000732
56. A. F. Faria, D. S. T. Martinez, A. C. M. Moraes, M. E. H. Maia da Costa, E. B. Barros, A. G. Souza Filho, A. J. Paula, and O. L. Alves, Chem. Mater. 24, 4080 (2012). 10.1021/cm301939s
57. See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4818539 E-JCPSA6-139-042332 for more structure models and their corresponding calculated IR spectra.
58. N. Lu, D. Yin, Z. Li, and J. Yang, J. Phys. Chem. C 115, 11991 (2011). 10.1021/jp204476q
59. M. Elstner, D. Porezag, G. Jungnickel, J. Elsner, M. Haugk, T. Frauenheim, S. Suhai, and G. Seifert, Phys. Rev. B 58, 7260 (1998). 10.1103/PhysRevB.58.7260
60. B. Aradi, B. Hourahine, and T. Frauenheim, J. Phys. Chem. A 111, 5678 (2007). 10.1021/jp070186p
61. C. Koehler and Th. Frauenheim, Surf. Sci. 600, 453 (2006). 10.1016/j.susc.2005.10.044
62. M. Acik, C. Mattevi, C. Gong, G. Lee, K. Cho, M. Chhowalla, and Y. J. Chabal, ACS Nano 4, 5861 (2010). 10.1021/nn101844t
63. M. Acik, G. Lee, C. Mattevi, A. Pirkle, R. M. Wallace, M. Chhowalla, K. Cho, and Y. Chabal, J. Phys. Chem. C 115, 19761 (2011). 10.1021/jp2052618
64. H. Yu, and Q. Cui, J. Chem. Phys. 127, 234504 (2007). 10.1063/1.2806992
65. R. G. Gordon, J. Chem. Phys. 43, 1307 (1965). 10.1063/1.1696920
66. H. A. Witek, and K. Morokuma, J. Comput. Chem. 25, 1858 (2004). 10.1002/jcc.20112
67. See http://webbook.nist.gov/chemistry/ for chemical and physical property data for chemical species.
68. K. N. Kudin, B. Ozbas, H. C. Schniepp, R. K. Prud'homme, I. A. Aksay, and R. Car, Nano Lett. 8, 36 (2008). 10.1021/nl071822y
69. E. Choi, T. H. Han, J. Hong, E. J. Kim, S. H. Lee, H. W. Kim, and S. O. Kim, J. Mater. Chem. 20, 1907 (2010). 10.1039/b919074k
70. C. Nethravathi, J. T. Rajamathi, N. Ravishankar, C. Shivakumara, and M. Rajamathi, Langmuir 24, 8240 (2008). 10.1021/la8000027
71. 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). 10.1021/cm0630800
72. X. K. Zhang, E. G. Lewars, R. E. March, and J. M. Parnis, J. Phys. Chem. 97, 4320 (1993). 10.1021/j100119a012
73. S. W. Han, and K. Kim, J. Phys. Chem. 100, 17124 (1996). 10.1021/jp961538n
74. J. R. Schmidt, S. A. Corcelli, and J. L. Skinner, J. Chem. Phys. 121, 8887 (2004). 10.1063/1.1791632
75. S. Chatterjee, and A. S. Hadi, Stat. Sci. 1, 379 (1986). 10.1214/ss/1177013622