Recent advances and progress in the development of graphene-based adsorbents for CO2 capture

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 3, Issue 44, 2015, Pages 21968-21989

  Balasubramanian, Rajasekhar ^a   Chowdhury, Shamik ^a  

^a NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORBENTS; CHEMICAL STABILITY; ENERGY EFFICIENCY; GRAPHENE; INDUSTRIAL PLANTS; THERMAL CONDUCTIVITY OF GASES;

ACCESSIBLE SURFACE AREAS; CROSS-DISCIPLINARY; EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS; HIGH MECHANICAL STRENGTH; INDUSTRIAL SOURCES; LATEST DEVELOPMENT; SCIENTIFIC COMMUNITY; SURFACE FUNCTIONALIZATION;

CARBON DIOXIDE;

EID: 84946402767     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ta04822b     Document Type: Review

References (144)

1. D. Toporov, Combustion of Pulverised Coal in a Mixture of Oxygen and Recycled Flue Gas, Elsevier Ltd., London, UK, 2014
2. P. J. Reddy, Clean Coal Technologies for Power Generation, CRC Press, Florida, USA, 2013
3. IEA, Energy Technology Perspectives 2010: Scenarios and Strategies to 2050, OECD Publishing, Paris, FR, 2009
4. D. P. Schrag Science 2007 315 812 813
5. S. Chu A. Majumdar Nature 2012 488 294 303
6. IEA, Energy Technology Perspectives 2012: Pathways to a Clean Energy System, OECD Publishing, Paris, FR, 2012
7. IPCC, Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2014
8. R. S. Haszeldine Science 2009 325 1647 1652
9. Q. Wang J. Luo Z. Zhong A. Borgna Energy Environ. Sci. 2011 4 42 55
10. M. Olivares-Marin M. M. Maroto-Valer Greenhouse Gases: Sci. Technol. 2012 2 20 35
11. A. T. Najafabadi Renewable Sustainable Energy Rev. 2015 41 1515 1545
12. A. A. Olajire Energy 2010 35 2610 2628
13. M. K. Mondal H. K. Balsora P. Varshney Energy 2012 46 431 441
14. S. D. Kenarsari D. Yang G. Jiang S. Zhang J. Wang A. G. Russell Q. Wei M. Fan RSC Adv. 2013 3 22739 22773
15. I. Hadjipaschalis G. Kourtis A. Poullikkas Renewable Sustainable Energy Rev. 2009 13 2637 2644
16. V. Scott S. Gilfillan N. Markusson H. Chalmers R. S. Haszeldine Nat. Clim. Change 2013 3 105 111
17. M. Pera-Titus Chem. Rev. 2014 114 1413 1492
18. J. Wilcox R. Haghpanah E. C. Rupp J. He K. Lee Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2014 5 479 505
19. L. K. G. Bhatta S. Subramanyam M. D. Chengala S. Olivera K. Venkatesh J. Cleaner Prod. 2015 103 171 196
20. T. C. Drage, C. E. Snape, L. A. Stevens, J. Wood, J. Wang, A. I. Cooper, R. Dawson and X. Guao, in Proceedings of the 3rd International Gas Processing Symposium: Qatar, March 2012, ed., A. Aroussi, and, F. Benyahia, Elsevier Ltd., Oxford, UK, 2012, pp. 30-37
21. J.-R. Li R. J. Kuppler H.-C. Zhou Chem. Soc. Rev. 2009 38 1477 1504
22. C. A. Scholes K. H. Smith S. E. Kentish G. W. Stevens Int. J. Greenhouse Gas Control 2010 4 739 755
23. K. Goto K. Yogo T. Higashii Appl. Energy 2013 111 710 720
24. C. Lastoskie Science 2010 330 595 596
25. Z. H. Lee K. T. Lee S. Bhatia A. R. Mohamed Renewable Sustainable Energy Rev. 2012 16 2599 2609
26. S. Choi J. H. Drese C. W. Jones ChemSusChem 2009 2 796 854
27. R. Sabouni H. Kazemian S. Rohani Environ. Sci. Pollut. Res. 2014 21 5427 5449
28. A. S. Bhown B. C. Freeman Environ. Sci. Technol. 2011 45 8624 8632
29. Y.-S. Bae R. Q. Snurr Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 11586 11596
30. K. Sumida D. L. Rogow J. A. Mason T. M. McDonald E. D. Bloch Z. R. Herm T.-H. Bae J. R. Long Chem. Rev. 2012 112 724 781
31. S. Rackley, Carbon Capture and Storage, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2009
32. A. Sayari Y. Belmabkhout R. Serna-Guerrero Chem. Eng. J. 2011 171 760 774
33. Y. Liu Z. U. Wang H.-C. Zhou Greenhouse Gases: Sci. Technol. 2012 2 239 259
34. A. Samanta A. Zhao G. K. H. Shimizu P. Sarkar R. Gupta Ind. Eng. Chem. Res. 2012 51 1438 1463
35. B. P. Spigarelli S. K. Kawatra J. CO2 Util. 2013 1 69 87
36. O. Cheung N. Hedin RSC Adv. 2014 4 14480 14494
37. A.-H. Lu G.-P. Hao Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. A: Inorg. Chem. 2013 109 484 503
38. J. Wang L. Huang R. Yang Z. Zhang J. Wu Y. Gao Q. Wang D. O'Hare Z. Zhong Energy Environ. Sci. 2014 7 3478 3518
39. S.-Y. Lee S.-J. Park J. Ind. Eng. Chem. 2015 23 1 11
40. R. Thiruvenkatachari S. Su H. An X. X. Yu Prog. Energy Combust. Sci. 2009 35 438 455
41. S. Keskin T. M. van Heest D. S. Sholl ChemSusChem 2010 3 879 891
42. J. Liu P. K. Thallapally B. P. McGrail D. R. Brown J. Liu Chem. Soc. Rev. 2012 41 2308 2322
43. S. Jana S. Das C. Ghosh A. Maity M. Pradhan Sci. Rep. 2015 5 8711
44. A. K. Geim K. S. Novoselov Nat. Mater. 2007 6 183 191
45. V. Singh D. Joung L. Zhai S. Das S. I. Khondaker S. Seal Prog. Mater. Sci. 2011 56 1178 1271
46. K. S. Novosleov V. I. Fal'ko L. Colombo P. R. Gellert M. G. Schwab K. Kim Nature 2012 490 192 200
47. Y. B. Tan J.-M. Lee J. Mater. Chem. A 2013 1 14814 14843
48. Y. Shao M. F. El-Kady L. J. Wang Q. Zhang Y. Li H. Wang M. F. Mousavi R. B. Kaner Chem. Soc. Rev. 2015 44 3639 3665
49. J. Hou Y. Shao M. W. Ellis R. B. Moore B. Yi Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 15384 15402
50. C. Xu B. Xu Y. Gu Z. Xiong J. Sun X. S. Zhao Energy Environ. Sci. 2013 6 1388 1414
51. R. Raccichini A. Varzi S. Passerini B. Scrosati Nat. Mater. 2015 14 271 279
52. B. F. Machado P. Serp Catal. Sci. Technol. 2012 2 54 75
53. S. Chowdhury R. Balasubramanian Appl. Catal., B 2014 160-161 307 324
54. D. Chen H. Zhang Y. Liu J. Li Energy Environ. Sci. 2013 6 1362 1387
55. J. Liu Z. Liu C. J. Barrow W. Yang Anal. Chim. Acta 2015 859 1 19
56. X. Wang W. Xie J.-B. Xu Adv. Mater. 2014 26 5496 5503
57. B. Garg C.-H. Sung Y.-C. Ling Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. 2015 10.1002/wnan.1342
58. C. Zhu T. Yong-Jin Han E. B. Duoss A. M. Golobic J. D. Kuntz C. M. Spadacciniand M. A. Worsley Nat. Commun. 2015 6 6962
59. S. Goenka V. Sant S. Sant J. Controlled Release 2014 173 75 88
60. J. Liu L. Cui D. Losic Acta Biomater. 2013 9 9243 9257
61. A. Aghigh V. Alizadeh H. Y. Wong M. S. Islam N. Amin M. Zaman Desalination 2015 365 389 397
62. P. S. Goh A. F. Ismail Desalination 2015 365 115 128
63. S. Gadipelli Z. X. Guo Prog. Mater. Sci. 2015 69 1 60
64. G. Liu W. Jin N. Xu Chem. Soc. Rev. 2015 44 5016 5030
65. J. Chang G. Zhou E. R. Christensen R. Heideman J. Chen Anal. Bioanal. Chem. 2014 406 3957 3975
66. Y. Shen Q. Fang B. Chen Environ. Sci. Technol. 2015 49 67 84
67. H. Wang X. Yuan H. Huang X. Peng G. Zeng H. Zhong J. Liang M. Ren Adv. Colloid Interface Sci. 2013 195-196 19 40
68. K. C. Kemp H. Seema M. Saleh N. H. Le K. Mahesh V. Chandra K. S. Kim Nanoscale 2013 5 3149 3171
69. S. Chowdhury R. Balasubramanian Adv. Colloid Interface Sci. 2014 204 35 56
70. F. Perreault A. F. de Faria M. Elimelech Chem. Soc. Rev. 2015 44 5861 5896
71. J.-G. Yu L.-Y. Yu H. Yang Q. Liu X.-H. Chen X.-Y. Jiang X.-Q. Chen F.-P. Jiao Sci. Total Environ. 2015 502 70 79
72. M. D. Stoller S. Park Y. Zhu J. Anand R. S. Ruoff Nano Lett. 2008 8 3498 3502
73. W. Yuan J. Chen G. Shi Mater. Today 2014 17 77 85
74. V. Georgakilas M. Otyepka A. B. Bourlinos V. Chandra N. Kim K. C. Kemp P. Hobza R. Zboril K. S. Kim Chem. Rev. 2012 112 6156 6214
75. N. Hedin L. Andersson L. Bergstrom J. Yan Appl. Energy 2013 104 418 433
76. Y. Zhu S. Murali W. Cai X. Li J. W. Suk J. R. Potts R. S. Ruoff Adv. Mater. 2010 22 3906 3924
77. A. A. Baladin S. Ghosh W. Bao I. Calizo D. Teweldebrhan F. Miao C. N. Lau Nano Lett. 2008 8 902 907
78. D. Prasai J. C. Tuberquia R. R. Harl G. K. Jennings K. I. Bolotin ACS Nano 2012 6 1102 1108
79. S. Park R. S. Ruoff Nat. Nanotechnol. 2009 4 217 224
80. W. Choi I. Lahiri R. Seelaboyina Y. S. Kang Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2010 35 52 71
81. P. Avouris C. Dimitrakopoulos Mater. Today 2012 15 86 97
82. Y. Zhang L. Zhang C. Zhou Acc. Chem. Res. 2013 46 2329 2339
83. A. Ghosh K. S. Subrahmanyam K. S. Krishna S. Datta A. Govindaraj S. K. Pati C. N. R. Rao J. Phys. Chem. C 2008 112 15704 15707
84. A. K. Mishra S. Ramaprabhu AIP Adv. 2011 1 032152
85. Y. Wang C. Guan K. Wang C. X. Guo C. M. Li J. Chem. Eng. Data 2011 56 642 645
86. L.-Y. Meng S.-J. Park J. Colloid Interface Sci. 2012 386 285 290
87. G. Ning C. Xu L. Mu G. Chen G. Wang J. Gao Z. Fan W. Qian F. Wei Chem. Commun. 2012 48 6815 6817
88. K. Xia X. Tian S. Fei K. You Int. J. Hydrogen Energy 2014 39 11047 11054
89. Z.-Y. Sui Q.-H. Meng J.-T. Li J.-H. Zhu Y. Cui B.-H. Han J. Mater. Chem. A 2014 2 9891 9898
90. R. Kumar V. M. Suresh T. K. Maji C. N. R. Rao Chem. Commun. 2014 50 2015 2017
91. V. Chandra S. U. Yu S. H. Kim Y. S. Yoon D. Y. Kim A. H. Kwon M. Meyyappan K. S. Kim Chem. Commun. 2012 48 735 737
92. K. Christian Kemp V. Chandra M. Saleh K. S. Kim Nanotechnology 2013 24 235703
93. M. Saleh V. Chandra K. C. Kemp K. S. Kim Nanotechnology 2013 24 255702
94. H. Seema K. Christian Kemp N. K. Le S.-W. Park V. Chandra J. W. Lee K. S. Kim Carbon 2014 66 320 326
95. J. Oh Y.-H. Mo V.-D. Le S. Lee J. Han G. Park Y.-H. Kim S.-E. Park S. Park Carbon 2014 79 450 456
96. P. Tamilarasan S. Ramaprabhu J. Mater. Chem. A 2015 3 101 108
97. D. Zhou Q.-Y. Cheng Y. Cui T. Wang X. Li B.-H. Han Carbon 2014 66 592 598
98. A. K. Mishra S. Ramaprabhu J. Mater. Chem. 2012 22 3708 3712
99. A. K. Mishra S. Ramaprabhu J. Appl. Phys. 2014 116 064306
100. Z. Ding L. Qing C. QianYi Z. YanChao C. Yi W. Tao H. BaoHang Chin. Sci. Bull. 2012 57 3059 3064
101. S. Yang L. Zhan X. Xu Y. Wang L. Ling X. Feng Adv. Mater. 2013 25 2130 2134
102. S.-Y. Lee S.-J. Park Carbon 2014 68 112 117
103. G. Srinivas J. Burress T. Yildirim Energy Environ. Sci. 2012 5 6453 6459
104. Z.-Y. Sui B.-H. Han Carbon 2015 82 590 598
105. S. Chowdhury G. K. Parshetti R. Balasubramanian Chem. Eng. J. 2015 263 374 384
106. A. Garcia-Gallastegui D. Iruretagoyena V. Gouvea M. Mokhtar A. M. Asiri S. N. Basahel S. A. Al-Thabaiti A. O. Alyoubi D. Chadwick M. S. P. Shaffer Chem. Mater. 2012 24 4531 4539
107. D. Iruretagoyena M. S. P. Shaffer D. Chadwick Adsorption 2014 20 321 330
108. Z.-Y. Sui Y. Cui J.-H. Zhu B.-H. Han ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 5 9172 9179
109. A. A. Alhwaige T. Agag H. Ishida S. Qutubuddin RSC Adv. 2013 3 16011 16020
110. T. Tsoufis F. Katsaros Z. Sideratou G. Romanos O. Ivashenko P. Rudolf B. J. Kooi S. Papageorgiou M. A. Karakassides Chem. Commun. 2014 50 10967 10970
111. R. Kumar K. Jayaramulu T. K. Maji C. N. R. Rao Chem. Commun. 2013 49 4947 4949
112. W. Huang X. Zhou Q. Xia J. Peng H. Wang Z. Li Ind. Eng. Chem. Res. 2014 53 11176 11184
113. X. Zhou W. Huang J. Miao Q. Xia Z. Zhang H. Wang Z. Li Chem. Eng. J. 2015 266 339 344
114. Y. Cao Y. Zhao Z. Lv F. Song Q. Zhong J. Ind. Eng. Chem. 2015 27 102 107
115. Z. Bian X. Zhu T. Jin J. Gao J. Hu H. Liu Microporous Mesoporous Mater. 2014 200 159 164
116. H. Wu Q. Gong D. H. Olson J. Li Chem. Rev. 2012 112 836 868
117. J. U. Keller and R. Staudt, Gas Adsorption Equilibria: Experimental Methods and Adsorptive Isotherms, Springer, Boston, USA, 2005
118. M. Thommes Chem. Ing. Tech. 2010 82 1059 1073
119. D. P. Broom, in Carbon Nanomaterials for Gas Adsorption, ed., M. L. Terranova, S. Orlanducci, and, M. Rossi, CRC Press - Taylor & Francis Group, Florida, USA, 2012, pp. 1-38
120. A. L. Myers Pure Appl. Chem. 1989 61 1949 1953
121. L. Jiang Z. Fan Nanoscale 2014 6 1922 1945
122. W. Yuan J. Chen G. Shi Mater. Today 2014 17 77 85
123. V. Presser J. McDonough S.-H. Yeon Y. Gogotsi Energy Environ. Sci. 2011 4 3059 3066
124. M. E. Casco M. Martinez-Escandell J. Silvestre-Albero F. Rodriguez-Reinoso Carbon 2014 67 230 235
125. W. Xing C. Liu Z. Zhou L. Zhang J. Zhou S. Zhou Z. Yan H. Gao G. Wang S. Z. Qiao Energy Environ. Sci. 2012 5 7323 7327
126. Y. Zhao H. Ding Q. Zhong Appl. Surf. Sci. 2012 258 4301 4307
127. R. Kumar K. Jayaramulu T. K. Maji C. N. R. Rao Dalton Trans. 2014 43 7383 7386
128. J.-R. Li Y. Ma M. C. McCarthy J. Sculley J. Yu H.-K. Jeong P. B. Balbuena H.-C. Zhou Coord. Chem. Rev. 2011 255 1791 1823
129. R. B. Getman Y.-S. Bae C. E. Wilmer R. Q. Snurr Chem. Rev. 2012 112 703 723
130. P. Cabrera-Sanfelix J. Phys. Chem. A 2009 113 493 498
131. Y. Liu J. Wilcox Environ. Sci. Technol. 2011 45 809 814
132. T. Ohba H. Kanoh J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 511 516
133. B. C. Wood S. Y. Bhinde D. Dutta V. S. Kandagal A. D. Pathak S. N. Punnathanam K. G. Ayappa S. Narasimhan J. Chem. Phys. 2012 137 054702
134. T. Dasgupta S. N. Punnathanam K. G. Ayappa Chem. Eng. Sci. 2015 121 279 291
135. I. Carrillo E. Rangel L. F. Magana Carbon 2009 47 2758 2760
136. C. Cazorla S. A. Shevlin Z. X. Guo J. Phys. Chem. C 2011 115 10990 10995
137. C. Chen K. Xu X. Ji L. Miao J. Jiang Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 11031 11036
138. A. P. Terzyk S. Furmaniak P. A. Gauden P. Kowalczyk Adsorpt. Sci. Technol. 2009 27 281 296
139. G. Garberoglio N. M. Pugno S. Taioli J. Phys. Chem. C 2015 119 1980 1987
140. T. Yumura A. Yamasaki Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 9656 9666
141. Y. He W. Zhou G. Qian B. Chen Chem. Soc. Rev. 2014 43 5657 5678
142. J. A. Mason T. M. McDonald T.-H. Bae J. E. Bachman K. Sumida J. J. Duttin S. S. Kaye J. R. Long J. Am. Chem. Soc. 2015 137 4787 4803
143. O. Talu Chem. Ing. Tech. 2011 83 67 82
144. D. M. D'Alessandro B. Smit J. R. Long Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 6058 6082