Preparation of gallium sulfide nanosheets by liquid exfoliation and their application as hydrogen evolution catalysts

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 9, 2015, Pages 3483-3493

  Harvey, Andrew ^a   Backes, Claudia ^a   Gholamvand, Zahra ^a   Hanlon, Damien ^a   Mcateer, David ^a   Nerl, Hannah C ^a   Mcguire, Eva ^a   Seral Ascaso, Andrés ^a   Ramasse, Quentin M ^b   Mcevoy, Niall ^a   Winters, Sinéad ^a   Berner, Nina C ^a   Mccloskey, David ^a   Donegan, John F ^a   Duesberg, Georg S ^a   Nicolosi, Valeria ^a   Coleman, Jonathan N ^a  

^a TRINITY COLLEGE DUBLIN   (Ireland)

^b SUPERSTEM LABORATORY   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DISPERSIONS; ELECTROCATALYSTS; GALLIUM; LIQUIDS; OPTICAL PROPERTIES; SOLVENTS; THERMODYNAMICS;

CENTRIFUGATION TECHNIQUE; CLASSICAL SOLUTIONS; CONTROLLED SIZE; DIFFERENT SIZES; HILDEBRAND SOLUBILITY; HYDROGEN EVOLUTION; LIQUID EXFOLIATIONS; SPECTROSCOPIC MEASUREMENTS;

NANOSHEETS;

EID: 84929208159     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b00910     Document Type: Article

References (91)

1. Du, W.; Jiang, X.; Zhu, L. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 10592-10606
2. Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman, J. N. Science 2013, 340, 1420-+
3. Ciesielski, A.; Samori, P. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 381-398
4. Smith, R. J.; King, P. J.; Lotya, M.; Wirtz, C.; Khan, U.; De, S.; O'Neill, A.; Duesberg, G. S.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Chen, J.; Wang, J.; Minett, A. I.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Adv. Mater. 2011, 23, 3944-3948
5. Hernandez, Y.; Nicolosi, V.; Lotya, M.; Blighe, F. M.; Sun, Z.; De, S.; McGovern, I. T.; Holland, B.; Byrne, M.; Gun'Ko, Y. K.; Boland, J. J.; Niraj, P.; Duesberg, G.; Krishnamurthy, S.; Goodhue, R.; Hutchison, J.; Scardaci, V.; Ferrari, A. C.; Coleman, J. N. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 563-568
6. Paton, K. R.; Varrla, E.; Backes, C.; Smith, R. J.; Khan, U.; O'Neill, A.; Boland, C.; Lotya, M.; Istrate, O. M.; King, P.; Higgins, T.; Barwich, S.; May, P.; Puczkarski, P.; Ahmed, I.; Moebius, M.; Pettersson, H.; Long, E.; Coelho, J.; O'Brien, S. E.; McGuire, E. K.; Sanchez, B. M.; Duesberg, G. S.; McEvoy, N.; Pennycook, T. J.; Downing, C.; Crossley, A.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nat. Mater. 2014, 13, 624-630
7. Varrla, E.; Paton, K. R.; Backes, C.; Harvey, A.; Smith, R. J.; McCauley, J.; Coleman, J. N. Nanoscale 2014, 6, 11810-11819
8. Liu, L.; Shen, Z. G.; Yi, M.; Zhang, X. J.; Ma, S. L. RSC Adv. 2014, 4, 36464-36470
9. Yi, M.; Shen, Z. G. Carbon 2014, 78, 622-626
10. Hernandez, Y.; Lotya, M.; Rickard, D.; Bergin, S. D.; Coleman, J. N. Langmuir 2010, 26, 3208-3213
11. Bourlinos, A. B.; Georgakilas, V.; Zboril, R.; Steriotis, T. A.; Stubos, A. K. Small 2009, 5, 1841-1845
12. Du, W.; Lu, J.; Sun, P.; Zhu, Y.; Jiang, X. Chem. Phys. Lett. 2013, 568, 198-201
13. Liu, W. W.; Wang, J. N. Chem. Commun. 2011, 47, 6888-6890
14. Oyer, A. J.; Carrillo, J.-M. Y.; Hire, C. C.; Schniepp, H. C.; Asandei, A. D.; Dobrynin, A. V.; Adamson, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5018-5021
15. Yi, M.; Shen, Z.; Ma, S.; Zhang, X. J. Nanopart. Res. 2012, 14
16. Yi, M.; Shen, Z.; Zhang, X.; Ma, S. J. Phys. D: Appl. Phys. 2013, 46
17. Zhou, K.-G.; Mao, N.-N.; Wang, H.-X.; Peng, Y.; Zhang, H.-L. Angew. Chem.,Int. Ed. 2011, 50, 10839-10842
18. Bang, G. S.; Nam, K. W.; Kim, J. Y.; Shin, J.; Choi, J. W.; Choi, S.-Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 7084-7089
19. Shmeliov, A.; Shannon, M.; Wang, P.; Kim, J. S.; Okunishi, E.; Nellist, P. D.; Dolui, K.; Sanvito, S.; Nicolosi, V. ACS Nano 2014, 8, 3690-3699
20. Sun, L.; Lin, Z.; Peng, J.; Weng, J.; Huang, Y.; Luo, Z. Sci. Rep. 2014, 4
21. Nuvoli, D.; Valentini, L.; Alzari, V.; Scognamillo, S.; Bon, S. B.; Piccinini, M.; Illescas, J.; Mariani, A. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3428-3431
22. 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
23. Green, A. A.; Hersam, M. C. Nano Lett. 2009, 9, 4031-4036
24. De, S.; King, P. J.; Lotya, M.; O'Neill, A.; Doherty, E. M.; Hernandez, Y.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N. Small 2010, 6, 458-464
25. Guardia, L.; Fernandez-Merino, M. J.; Paredes, J. I.; Solis-Fernandez, P.; Villar-Rodil, S.; Martinez-Alonso, A.; Tascon, J. M. D. Carbon 2011, 49, 1653-1662
26. Lin, S.; Shih, C.-J.; Strano, M. S.; Blankschtein, D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12810-12823
27. Shih, C.-J.; Paulus, G. L. C.; Wang, Q. H.; Jin, Z.; Blankschtein, D.; Strano, M. S. Langmuir 2012, 28, 8579-8586
28. Gao, H.; Shori, S.; Chen, X.; zur Loye, H.-C.; Ploehn, H. J. J. Colloid Interface Sci. 2013, 392, 226-236
29. Guardia, L.; Paredes, J. I.; Rozada, R.; Villar-Rodil, S.; Martinez-Alonso, A.; Tascon, J. M. D. RSC Adv. 2014, 4, 14115-14127
30. Samoilov, V. M.; Danilov, E. A.; Nikolaeva, A. V.; Yerpuleva, G. A.; Trofimova, N. N.; Abramchuk, S. S.; Ponkratov, K. V. Carbon 2015, 84, 38-46
31. Wang, S.; Yi, M.; Shen, Z.; Zhang, X.; Ma, S. RSC Adv. 2014, 4, 25374-25378
32. Zhang, L.; Zhang, Z.; He, C.; Dai, L.; Liu, J.; Wang, L. ACS Nano 2014, 8, 6663-6670
33. May, P.; Khan, U.; Hughes, J. M.; Coleman, J. N. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11393-11400
34. Bourlinos, A. B.; Georgakilas, V.; Zboril, R.; Steriotis, T. A.; Stubos, A. K.; Trapalis, C. Solid State Commun. 2009, 149, 2172-2176
35. Chabot, V.; Kim, B.; Sloper, B.; Tzoganakis, C.; Yu, A. Sci. Rep. 2013, 3
36. Quinn, M. D. J.; Ngoc Han, H.; Notley, S. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12751-12756
37. Backes, C.; Smith, R. J.; McEvoy, N.; Berner, N. C.; McCloskey, D.; Nerl, H. C.; O'Neill, A.; King, P. J.; Higgins, T.; Hanlon, D.; Scheuschner, N.; Maultzsch, J.; Houben, L.; Duesberg, G. S.; Donegan, J. F.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nature Commun. 2014, 5, 4576
38. Khan, U.; O'Neill, A.; Porwal, H.; May, P.; Nawaz, K.; Coleman, J. N. Carbon 2012, 50, 470-475
39. Hanlon, D.; Backes, C.; Higgins, T. M.; Hughes, M.; O'Neill, A.; King, P.; McEvoy, N.; Duesberg, G. S.; Mendoza Sanchez, B.; Pettersson, H.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2014, 26, 1751-1763
40. Hanlon, D.; Backes, B.; Doherty, E.; Cucinotta, C. S.; Berner, N. C.; Boland, C.; Lee, K.; Lynch, L.; Gholamvand, Z.; Harvey, A.; Zhang, S.; Wang, K.; Moynihan, G.; Pokle, A.; Ramasse, Q. M.; McEvoy, N.; Blau, W. J.; Wang, J.; Sanvito, S.; O'Regan, D. D.; Duesberg, G. S.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Liquid Exfoliation of Solvent-Stabilised Black Phosphorus: Applications beyond Electronics. 2015, arXiv:1501/01881. arXiv.org e-Print archive. http://arxiv.org/abs/1501.01881 (accessed March 2015).
41. Kang, J.; Seo, J.-W. T.; Alducin, D.; Ponce, A.; Yacaman, M. J.; Hersam, M. C. Nat. Commun. 2014, 5
42. Backes, C.; Berner, N. C.; Chen, X.; Lafargue, P.; LaPlace, P.; Freeley, M.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N.; McDonald, A. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, accepted, 10.1002/anie.201409412R2.
43. Eigler, S.; Hirsch, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 7720-7738
44. Backes, C.; Berner, N. C.; Chen, X.; Lafargue, P.; LaPlace, P.; Freeley, M.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N.; McDonald, A. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2638-2642
45. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222-6227
46. Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves, D. C. B.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12, 850-855
47. Jan, R.; May, P.; Bell, A. P.; Habib, A.; Khan, U.; Coleman, J. N. Nanoscale 2014, 6, 4889-4895
48. Khan, U.; May, P.; O'Neill, A.; Bell, A. P.; Boussac, E.; Martin, A.; Semple, J.; Coleman, J. N. Nanoscale 2013, 5, 581-587
49. May, P.; Khan, U.; O'Neill, A.; Coleman, J. N. J. Mater. Chem. 2012, 22, 1278-1282
50. Zhi, C. Y.; Bando, Y.; Tang, C. C.; Kuwahara, H.; Golberg, D. Adv. Mater. 2009, 21, 2889-+
51. Young, R. J.; Kinloch, I. A.; Gong, L.; Novoselov, K. S. Compos. Sci. Technol. 2012, 72, 1459-1476
52. Torrisi, F.; Hasan, T.; Wu, W.; Sun, Z.; Lombardo, A.; Kulmala, T. S.; Hsieh, G.-W.; Jung, S.; Bonaccorso, F.; Paul, P. J.; Chu, D.; Ferrari, A. C. ACS Nano 2012, 6, 2992-3006
53. Finn, D. J.; Lotya, M.; Cunningham, G.; Smith, R. J.; McCloskey, D.; Donegan, J. F.; Coleman, J. N. J. Mater. Chem. C 2014, 2, 925-932
54. Blake, P.; Brimicombe, P. D.; Nair, R. R.; Booth, T. J.; Jiang, D.; Schedin, F.; Ponomarenko, L. A.; Morozov, S. V.; Gleeson, H. F.; Hill, E. W.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nano Lett. 2008, 8, 1704-1708
55. Cunningham, G.; Lotya, M.; Cucinotta, C. S.; Sanvito, S.; Bergin, S. D.; Menzel, R.; Shaffer, M. S. P.; Coleman, J. N. ACS Nano 2012, 6, 3468-3480
56. Du, W. C.; Lu, J.; Sun, P. P.; Zhu, Y. Y.; Jiang, X. Q. Chem. Phys. Lett. 2013, 568, 198-201
57. Yasaei, P.; Kumar, B.; Foroozan, T.; Wang, C.; Asadi, M.; Tuschel, D.; Indacochea, J. E.; Klie, R. F.; Salehi-Khojin, A. Adv. Mater. 2015, 10.1002/adma.201405150
58. Brent, J. R.; Savjani, N.; Lewis, E. A.; Haigh, S. J.; Lewis, D. J.; O'Brien, P. Chem. Commun. 2014, 50, 13338-13341
59. Jacobs-Gedrim, R. B.; Shanmugam, M.; Jain, N.; Durcan, C. A.; Murphy, M. T.; Murray, T. M.; Matyi, R. J.; Moore, R. L.; Yu, B. ACS Nano 2013, 8, 514-521
60. Meng, X.; He, K.; Su, D.; Zhang, X.; Sun, C.; Ren, Y.; Wang, H.-H.; Weng, W.; Trahey, L.; Canlas, C. P.; Elam, J. W. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 5435-5442
61. Hu, P.; Wang, L.; Yoon, M.; Zhang, J.; Feng, W.; Wang, X.; Wen, Z.; Idrobo, J. C.; Miyamoto, Y.; Geohegan, D. B.; Xiao, K. Nano Lett. 2013, 13, 1649-1654
62. Catalano, I. M.; Ferrara, M.; Tantalo, P. Phys. Status Solidi A 1973, 20, K135-K138
63. Kipperman, A. H. M.; van der Leeden, G. A. Solid State Commun. 1968, 6, 657-662
64. Yang, S.; Li, Y.; Wang, X.; Huo, N.; Xia, J.-B.; Li, S.-S.; Li, J. Nanoscale 2014, 6, 2582-2587
65. Bourdon, A.; Bringuier, E.; Portella, M. T.; Vivières, M.; Piccioli, N. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1925-1928
66. De Blasi, C.; Drigo, A. V.; Micocci, G.; Tepore, A.; Mancini, A. M. J. Cryst. Growth 1989, 94, 455-458
67. Parlak, M.; Erçelebi, Ç.; Günal, I.; Özkan, H.; Gasanly, N. M. Cryst. Res. Technol. 1996, 31, 673-678
68. Hu, P.; Wen, Z.; Wang, L.; Tan, P.; Xiao, K. ACS Nano 2012, 6, 5988-5994
69. Aksimentyeva, O. I.; Demchenko, P.; Savchyn, V. P.; Balitskii, O. A. Nanoscale Res. Lett. 2013, 8, 29
70. Li, X.; Lin, M.-W.; Puretzky, A. A.; Idrobo, J. C.; Ma, C.; Chi, M.; Yoon, M.; Rouleau, C. M.; Kravchenko, I. I.; Geohegan, D. B.; Xiao, K. Sci. Rep. 2014, 4, 5497
71. Tamalampudi, S. R.; Lu, Y.-Y.; Kumar, U. R.; Sankar, R.; Liao, C.-D.; Moorthy, B. K.; Cheng, C.-H.; Chou, F. C.; Chen, Y.-T. Nano Lett. 2014, 14, 2800-2806
72. Eckhoff, W.; Putnam, R.; Wang, S.; Curl, R.; Tittel, F. Appl. Phys. B: Laser Opt. 1996, 63, 437-441
73. Shen, G.; Chen, D.; Chen, P.-C.; Zhou, C. ACS Nano 2009, 3, 1115-1120
74. Taylor, M. J. J. Raman Spectrosc. 1973, 1, 355-358
75. Late, D. J.; Liu, B.; Matte, H. S. S. R.; Rao, C. N. R.; Dravid, V. P. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1894-1905
76. Yadgarov, L.; Choi, C. L.; Sedova, A.; Cohen, A.; Rosentsveig, R.; Bar-Elli, O.; Oron, D.; Dai, H.; Tenne, R. ACS Nano 2014, 8, 3575-3583
77. O'Neill, A.; Khan, U.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2012, 24, 2414-2421
78. Hughes, J. M.; Aherne, D.; Coleman, J. N. J. Appl. Polym. Sci. 2013, 127, 4483-4491
79. Lucazeau, G.; Leroy, J. Spectrochim. Acta, Part A 1978, 34, 29-32
80. Ho, C.-H.; Chen, H.-H. Sci. Rep. 2014, 4
81. Castellanos-Gomez, A.; Vicarelli, L.; Prada, E.; Island, J. O.; Narasimha-Acharya, K. L.; Blanter, S. I.; Groenendijk, D. J.; Buscema, M.; Steele, G. A.; Alvarez, J. V.; Zandbergen, H. W.; Palacios, J. J.; van der Zant, H. S. J. 2D Mater. 2014, 1, 025001
82. Wood, J. D.; Wells, S. A.; Jariwala, D.; Chen, K.-S.; Cho, E.; Sangwan, V. K.; Liu, X.; Lauhon, L. J.; Marks, T. J.; Hersam, M. C. Nano Lett. 2014, 15, 6964-6970
83. Li, L.; Yu, Y.; Ye, G. J.; Ge, Q.; Ou, X.; Wu, H.; Feng, D.; Chen, X. H.; Zhang, Y. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 372-377
84. Ho, C. H.; Lin, S. L. J. Appl. Phys. 2006, 100, 083508
85. Aydinli, A.; Gasanly, N. M.; Goksen, K. J. Appl. Phys. 2000, 88, 7144-7149
86. Lassalle-Kaiser, B.; Merki, D.; Vrubel, H.; Gul, S.; Yachandra, V. K.; Hu, X.; Yano, J. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 314-21
87. Jaramillo, T. F.; Jorgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100-102
88. Wang, H. T.; Lu, Z. Y.; Xu, S. C.; Kong, D. S.; Cha, J. J.; Zheng, G. Y.; Hsu, P. C.; Yan, K.; Bradshaw, D.; Prinz, F. B.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 19701-19706
89. Higgins, T. M.; McAteer, D.; Coelho, J. C. M.; Sanchez, B. M.; Gholamvand, Z.; Moriarty, G.; McEvoy, N.; Berner, N. C.; Duesberg, G. S.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. ACS Nano 2014, 8, 9567-9579
90. Wu, Z.; Chen, Z.; Du, X.; Logan, J. M.; Sippel, J.; Nikolou, M.; Kamaras, K.; Reynolds, J. R.; Tanner, D. B.; Hebard, A. F.; Rinzler, A. G. Science 2004, 305, 1273
91. McEvoy, N.; Peltekis, N.; Kumar, S.; Rezvani, E.; Nolan, H.; Keeley, G. P.; Blau, W. J.; Duesberg, G. S. Carbon 2012, 50, 1216-1226