Organic Radical-Assisted Electrochemical Exfoliation for the Scalable Production of High-Quality Graphene

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 43, 2015, Pages 13927-13932

  Yang, Sheng ^a   Brüller, Sebastian ^a   Wu, Zhong Shuai ^a   Liu, Zhaoyang ^a   Parvez, Khaled ^a   Dong, Renhao ^b   Richard, Fanny ^c,d   Samorì, Paolo ^c,d   Feng, Xinliang ^b   Müllen, Klaus ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

^b CENTER FOR ADVANCING ELECTRONICS DRESDEN CFAED   (Germany)

^c UNIVERSITÉ DE STRASBOURG   (France)

^d CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ASCORBIC ACID; CARBON; CONDUCTIVE FILMS; ELECTROLYTES; GRAPHITE; HYDROGEN; QUALITY CONTROL; REDUCING AGENTS;

DEFECT FORMATION; ENERGY STORAGE AND CONVERSIONS; EXFOLIATION PROCESS; INTENSIVE RESEARCH; SCALABLE PRODUCTION; SODIUM BORO HYDRIDES; TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS; WATER ELECTROLYSIS;

GRAPHENE;

AMMONIUM SULFATE; ASCORBIC ACID; CARBON; GRAPHENE; N,N DIMETHYLFORMAMIDE; NANOCOMPOSITE; OXYGEN; PIPERIDINE DERIVATIVE; RADICAL; SODIUM BOROHYDRIDE;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CATALYSIS; ELECTRIC CONDUCTANCE; ELECTROCHEMISTRY; ELECTROLYSIS; FILM; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY;

EID: 84951127265     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b09000     Document Type: Article

References (43)

1. Gwon, H.; Kim, H.-S.; Lee, K. U.; Seo, D.-H.; Park, Y. C.; Lee, Y.-S.; Ahn, B. T.; Kang, K. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1277 10.1039/c0ee00640h
2. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666 10.1126/science.1102896
3. León, V.; Rodriguez, A. M.; Prieto, P.; Prato, M.; Vázquez, E. ACS Nano 2014, 8, 563 10.1021/nn405148t
4. Jeon, I.-Y.; Shin, Y.-R.; Sohn, G.-J.; Choi, H.-J.; Bae, S.-Y.; Mahmood, J.; Jung, S.-M.; Seo, J.-M.; Kim, M.-J.; Wook Chang, D.; Dai, L.; Baek, J.-B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 5588 10.1073/pnas.1116897109
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 10.1038/nnano.2008.215
6. 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 10.1021/ja807449u
7. Coleman, J. N. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 14 10.1021/ar300009f
8. 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 10.1038/nmat3944
9. Li, D.; Muller, M. B.; Gilje, S.; Kaner, R. B.; Wallace, G. G. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 101 10.1038/nnano.2007.451
10. Dreyer, D. R.; Park, S.; Bielawski, C. W.; Ruoff, R. S. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 228 10.1039/B917103G
11. Low, C. T. J.; Walsh, F. C.; Chakrabarti, M. H.; Hashim, M. A.; Hussain, M. A. Carbon 2013, 54, 1 10.1016/j.carbon.2012.11.030
12. Xia, Z. Y.; Giambastiani, G.; Christodoulou, C.; Nardi, M. V.; Koch, N.; Treossi, E.; Bellani, V.; Pezzini, S.; Corticelli, F.; Morandi, V.; Zanelli, A.; Palermo, V. ChemPlusChem 2014, 79, 439 10.1002/cplu.201300375
13. Xia, Z. Y.; Pezzini, S.; Treossi, E.; Giambastiani, G.; Corticelli, F.; Morandi, V.; Zanelli, A.; Bellani, V.; Palermo, V. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 4756 10.1002/adfm.201370188
14. Cooper, A. J.; Wilson, N. R.; Kinloch, I. A.; Dryfe, R. A. W. Carbon 2014, 66, 340 10.1016/j.carbon.2013.09.009
15. Wang, J.; Manga, K. K.; Bao, Q.; Loh, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8888 10.1021/ja203725d
16. Zhong, Y. L.; Swager, T. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17896 10.1021/ja309023f
17. Su, C.-Y.; Lu, A.-Y.; Xu, Y.; Chen, F.-R.; Khlobystov, A. N.; Li, L.-J. ACS Nano 2011, 5, 2332 10.1021/nn200025p
18. Parvez, K.; Li, R.; Puniredd, S. R.; Hernandez, Y.; Hinkel, F.; Wang, S.; Feng, X.; Müllen, K. ACS Nano 2013, 7, 3598 10.1021/nn400576v
19. Parvez, K.; Wu, Z.-S.; Li, R.; Liu, X.; Graf, R.; Feng, X.; Müllen, K. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6083 10.1021/ja5017156
20. Wei, D.; Grande, L.; Chundi, V.; White, R.; Bower, C.; Andrew, P.; Ryhanen, T. Chem. Commun. 2012, 48, 1239 10.1039/C2CC16859F
21. Lu, J.; Yang, J.-x.; Wang, J.; Lim, A.; Wang, S.; Loh, K. P. ACS Nano 2009, 3, 2367 10.1021/nn900546b
22. Ohno, K.; Tsujii, Y.; Fukuda, T. Macromolecules 1997, 30, 2503 10.1021/ma961502t
23. Zaremski, M. Y.; Plutalova, A. V.; Garina, E. S.; Lachinov, M. B.; Golubev, V. B. Macromolecules 1999, 32, 6359 10.1021/ma981753x
24. Veregin, R. P. N.; Odell, P. G.; Michalak, L. M.; Georges, M. K. Macromolecules 1996, 29, 4161 10.1021/ma951779d
25. Cheng, Z.; Zhou, Q.; Wang, C.; Li, Q.; Wang, C.; Fang, Y. Nano Lett. 2011, 11, 767 10.1021/nl103977d
26. Ciesielski, A.; Haar, S.; El Gemayel, M.; Yang, H.; Clough, J.; Melinte, G.; Gobbi, M.; Orgiu, E.; Nardi, M. V.; Ligorio, G.; Palermo, V.; Koch, N.; Ersen, O.; Casiraghi, C.; Samorì, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 10355 10.1002/anie.201402696
27. Geng, D.; Wu, B.; Guo, Y.; Huang, L.; Xue, Y.; Chen, J.; Yu, G.; Jiang, L.; Hu, W.; Liu, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 7992 10.1073/pnas.1200339109
28. Dresselhaus, M. S.; Jorio, A.; Hofmann, M.; Dresselhaus, G.; Saito, R. Nano Lett. 2010, 10, 751 10.1021/nl904286r
29. Park, K. H.; Lee, D.; Kim, J.; Song, J.; Lee, Y. M.; Kim, H.-T.; Park, J.-K. Nano Lett. 2014, 14, 4306 10.1021/nl500993q
30. Park, K. H.; Kim, B. H.; Song, S. H.; Kwon, J.; Kong, B. S.; Kang, K.; Jeon, S. Nano Lett. 2012, 12, 2871 10.1021/nl3004732
31. Kovtyukhova, N. I.; Wang, Y.; Berkdemir, A.; Cruz-Silva, R.; Terrones, M.; Crespi, V. H.; Mallouk, T. E. Nat. Chem. 2014, 6, 957 10.1038/nchem.2054
32. Zhang, L.; Zhang, Z.; He, C.; Dai, L.; Liu, J.; Wang, L. ACS Nano 2014, 8, 6663 10.1021/nn502289w
33. Bergmann, M. E. H.; Rollin, J. Catal. Today 2007, 124, 198 10.1016/j.cattod.2007.03.038
34. Rao, K. S.; Sentilnathan, J.; Cho, H.-W.; Wu, J.-J.; Yoshimura, M. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 298 10.1002/adfm.201402621
35. Samuni, A.; Goldstein, S.; Russo, A.; Mitchell, J. B.; Krishna, M. C.; Neta, P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8719 10.1021/ja017587h
36. Glandut, N.; Malec, A. D.; Mirkin, M. V.; Majda, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6101 10.1021/jp0570824
37. Feng, H.; Cheng, R.; Zhao, X.; Duan, X.; Li, J. Nat. Commun. 2013, 4, 1539 10.1038/ncomms2555
38. Kholmanov, I. N.; Magnuson, C. W.; Aliev, A. E.; Li, H.; Zhang, B.; Suk, J. W.; Zhang, L. L.; Peng, E.; Mousavi, S. H.; Khanikaev, A. B.; Piner, R.; Shvets, G.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2012, 12, 5679 10.1021/nl302870x
39. You, Y. Z.; Kim, Y. S.; Choi, D. H.; Jang, H. S.; Lee, J. H.; Kim, D. Mater. Chem. Phys. 2008, 107, 444 10.1016/j.matchemphys.2007.08.015
40. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J.-S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Ri 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 10.1038/nnano.2010.132
41. Li, X.; Zhang, G.; Bai, X.; Sun, X.; Wang, X.; Wang, E.; Dai, H. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 538 10.1038/nnano.2008.210
42. Hu, L.; Choi, J. W.; Yang, Y.; Jeong, S.; La Mantia, F.; Cui, L.-F.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 21490 10.1073/pnas.0908858106
43. Weng, Z.; Su, Y.; Wang, D.-W.; Li, F.; Du, J.; Cheng, H.-M. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 917 10.1002/aenm.201100312