Scalable Production of Edge-Functionalized Graphene Nanoplatelets via Mechanochemical Ball-Milling

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 45, 2015, Pages 6961-6975

  Jeon, In Yup ^a   Bae, Seo Yoon ^a   Seo, Jeong Min ^a   Baek, Jong Beom ^a  

^a Ulsan National Institute of Science and Technology   (South Korea)

Author keywords

edge selective functionalization; graphene nanoplatelets; mechanochemical ball milling; next generation materials; scalable production

Indexed keywords

AGENTS; CARBON NANOTUBES; FAILURE (MECHANICAL); FREE RADICALS; GRAPHENE; KINETIC ENERGY; KINETICS; METALLOIDS; MILLING (MACHINING); REDUCING AGENTS; YARN;

DIVERSE APPLICATIONS; FUNCTIONALIZED GRAPHENE; GRAPHENE NANOPLATELETS; MANUFACTURING PROCESS; MECHANOCHEMICALS; REDUCED GRAPHENE OXIDES (RGO); SCALABLE PRODUCTION; SELECTIVE FUNCTIONALIZATION;

BALL MILLING;

EID: 84954285938     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201502214     Document Type: Article

References (70)

1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
2. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, A. A. Firsov, Nature 2005, 438, 197.
3. Y. B. Zhang, Y. W. Tan, H. L. Stormer, P. Kim, Nature 2005, 438, 201.
4. A. K. Geim, K. S. Novoselov, Nat. Mater. 2007, 6, 183.
5. T. Ramanathan, A. A. Abdala, S. Stankovich, D. A. Dikin, M. Herrera-Alonso, R. D. Piner, D. H. Adamson, H. C. Schniepp, X. Chen, R. S. Ruoff, S. T. Nguyen, I. A. Aksay, R. K. Prud'Homme, L. C. Brinson, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 327.
6. S. Stankovich, D. A. Dikin, G. H. B. Dommett, K. M. Kohlhaas, E. J. Zimney, E. A. Stach, R. D. Piner, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff, Nature 2006, 442, 282.
7. S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J.-S. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. Ri Kim, Y. I. Song, Y.-J. Kim, K. S. Kim, B. Özyilmaz, J. H. Ahn, B. H. Hong, S. Iijima, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574.
8. K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, K. S. Kim, J. H. Ahn, P. Kim, J.-Y. Choi, B. H. Hong, Nature 2009, 457, 706.
9. I. Meric, M. Y. Han, A. F. Young, B. Ozyilmaz, P. Kim, K. L. Shepard, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 654.
10. X. Wang, L. Zhi, K. Müllen, Nano Lett. 2008, 8, 323.
11. Z. Yin, S. Wu, X. Zhou, X. Huang, Q. Zhang, F. Boey, H. Zhang, Small 2010, 6, 307.
12. L. Qu, Y. Liu, J. -B. Baek, L. Dai, ACS Nano 2010, 4, 1321.
13. Q. Li, S. Zhang, L. Dai, L. S. Li, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18932.
14. Z. S. Wu, W. Ren, L. Wen, L. Gao, J. Zhao, Z. Chen, G. Zhou, F. Li, H. M. Cheng, ACS Nano 2010, 4, 3187.
15. E. Yoo, J. Kim, E. Hosono, H. S. Zhou, T. Kudo, I. Honma, Nano Lett. 2008, 8, 2277.
16. F. Schedin, A. K. Geim, S. V. Morozov, E. W. Hill, P. Blake, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, Nat. Mater. 2007, 6, 652.
17. M. D. Stoller, S. Park, Y. Zhu, J. An, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2008, 8, 3498.
18. N. Behabtu, J. R. Lomeda, M. J. Green, A. L. Higginbotham, A. Sinitskii, D. V. Kosynkin, D. Tsentalovich, A. N. G. Parra-Vasquez, J. Schmidt, E. Kesselman, Y. Cohen, Y. Talmon, J. M. Tour, M. Pasquali, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 406.
19. S. Park, R. S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 217.
20. S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff, Carbon 2007, 45, 1558.
21. D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney, R. D. Piner, G. H. B. Dommett, G. Evmenenko, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff, Nature 2007, 448, 457.
22. Z.-S. Wu, W. Ren, L. Gao, J. Zhao, Z. Chen, B. Liu, D. Tang, B. Yu, C. Jiang, H.-M. Cheng, ACS Nano 2009, 3, 411.
23. C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, A. N. Marchenkov, E. H. Conrad, P. N. First, W. A. de Heer, Science 2006, 312, 1191.
24. X. Li, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science 2009, 324, 1312.
25. I.-Y. Jeon, Y.-R. Shin, G.-J. Sohn, H.-J. Choi, S.-Y. Bae, J. Mahmood, S.-M. Jung, J.-M. Seo, M.-J. Kim, D. W. Chang, L. Dai, J.-B. Baek, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 5588.
26. I.-Y. Jeon, H.-J. Choi, S.-M. Jung, J.-M. Seo, M.-J. Kim, L. Dai, J.-B. Baek, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1386.
27. I.-Y. Jeon, H.-J. Choi, M. Choi, J.-M. Seo, S.-M. Jung, M.-J. Kim, S. Zhang, L. Zhang, Z. Xia, L. Dai, N. Park, J.-B. Baek, Sci. Rep. 2013, 3, 1810.
28. I.-Y. Jeon, H.-J. Choi, M. J. Ju, I. T. Choi, K. Lim, J. Ko, H. K. Kim, J. C. Kim, J.-J. Lee, D. Shin, S.-M. Jung, J.-M. Seo, M.-J. Kim, N. Park, L. Dai, J.-B. Baek, Sci. Rep. 2013, 3, 2260.
29. I.-Y. Jeon, S. Zhang, L. Zhang, H.-J. Choi, J.-M. Seo, Z. Xia, L. Dai, J.-B. Baek, Adv. Mater. 2013, 25, 6138.
30. J.-Y. Baek, I.-Y. Jeon, J.-B. Baek, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 8690.
31. I.-Y. Jeon, M. Choi, H.-J. Choi, S.-M. Jung, M.-J. Kim, J.-M. Seo, S.-Y. Bae, S. Yoo, G. Kim, H. Y. Jeong, N. Park, J.-B. Baek, Nat. Commun. 2015, 6, 7123.
32. I.-Y. Jeon, M. J. Ju, J. Xu, H.-J. Choi, J.-M. Seo, M.-J. Kim, I. T. Choi, H. M. Kim, J. C. Kim, J.-J. Lee, H. K. Liu, H. K. Kim, S. Dou, L. Dai, J.-B. Baek, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 1170.
33. M. J. Ju, I.-Y. Jeon, K. Lim, J. C. Kim, H.-J. Choi, I. T. Choi, Y. K. Eom, Y. J. Kwon, J. Ko, J. J. Lee, J.-B. Baek, H. K. Kim, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1044.
34. M. J. Ju, I.-Y. Jeon, J. C. Kim, K. Lim, H.-J. Choi, S.-M. Jung, I. T. Choi, Y. K. Eom, Y. J. Kwon, J. Ko, J.-J. Lee, H. K. Kim, J.-B. Baek, Adv. Mater. 2014, 26, 3055.
35. I.-Y. Jeon, H. M. Kim, I. T. Choi, K. Lim, J. Ko, J. C. Kim, H.-J. Choi, M. J. Ju, J.-J. Lee, H. K. Kim, J.-B. Baek, Nano Energy 2015, 13, 336.
36. J. Xu, I.-Y. Jeon, J.-M. Seo, S. Dou, L. Dai, J.-B. Baek, Adv. Mater. 2014, 26, 7317.
37. M.-J. Kim, I.-Y. Jeon, J.-M. Seo, L. Dai, J.-B. Baek, ACS Nano 2014, 8, 2820.
38. D. Chen, H. Feng, J. Li, Chem. Rev. 2012, 112, 6027.
39. D. R. Dreyer, S. Park, C. W. Bielawski, R. S. Ruoff, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 228.
40. Y. Xu, Z. Liu, X. Zhang, Y. Wang, J. Tian, Y. Huang, Y. Ma, X. Zhang, Y. Chen, Adv. Mater. 2009, 21, 1275.
41. H. J. Salavagione, M. A. Gõmez, G. Martkknez, Macromolecules 2009, 42, 6331.
42. D. H. Everett, Basic Principles of Colloid Science, Royal Society of Chemistry, London, UK 1988, p. 76.
43. D. Hanaor, M. Michelazzi, C. Leonelli, C. C. Sorrell, J. Eur. Ceram. Soc. 2012, 32, 235.
44. K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science 2009, 323, 760.
45. M. Park, I.-Y. Jeon, J. Ryu, J.-B. Baek, J. Cho, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1401550.
46. S. H. Brandsma, J. de Boer, W. P. Cofino, A. Covaci, P. E. G. Leonards, TrAC, Trends Anal. Chem. 2013, 43, 217.
47. A. B. Stambouli, Renew. Sust. Energ. Rev. 2011, 15, 1169.
48. Y. Bing, H. Liu, L. Zhang, D. Ghosh, J. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184.
49. W. Sheng, H. A. Gasteiger, Y. Shao-Horn, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B1529.
50. H. R. Byon, J. Suntivich, Y. Shao-Horn, Chem. Mater. 2011, 23, 3421.
51. G. Wu, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, Science 2011, 332, 443.
52. L. Yang, S. Jiang, Y. Zhao, L. Zhu, S. Chen, X. Wang, Q. Wu, J. Ma, Y. Ma, Z. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 7270.
53. S. Wang, D. Yu, L. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5182.
54. X. Sun, Y. Zhang, P. Song, J. Pan, L. Zhuang, W. Xu, W. Xing, ACS Catal. 2013, 3, 1726.
55. T. Xing, J. Sunarso, W. Yang, Y. Yin, A. M. Glushenkov, L. H. Li, P. C. Howlett, Y. Chen, Nanoscale 2013, 5, 7970.
56. B. O'Regan, M. Grätzel, Nature 1991, 353, 737.
57. M. Grätzel, Nature 2001, 414, 338.
58. J. D. Roy-Mayhew, D. J. Bozym, C. Punckt, I. A. Aksay, ACS Nano 2010, 4, 6203.
59. T. N. Murakami, S. Ito, Q. Wang, M. K. Nazeeruddin, T. Bessho, I. Cesar, P. Liska, R. Humphry-Baker, P. Comte, P. Péchy, M. Grätzel, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A2255.
60. R. Jia, J. Chen, J. Zhao, J. Zheng, C. Song, L. Li, Z. Zhu, J. Mater. Chem. 2010, 20, 10829.
61. Z. Yang, T. Chen, R. He, G. Guan, H. Li, L. Qiu, H. Peng, Adv. Mater. 2011, 23, 5436.
62. Y. Xu, H. Bai, G. Lu, C. Li, G. Shi, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5856.
63. L. Kavan, J. H. Yum, M. Grätzel, ACS Nano 2011, 5, 165.
64. J. Cabana, L. Monconduit, D. Larcher, M. R. Palackkn, Adv. Mater. 2010, 22, E170.
65. S.-M. Paek, E. Yoo, I. Honma, Nano Lett. 2009, 9, 72.
66. Z. Yang, J. Zhang, M. C. W. Kintner-Meyer, X. Lu, D. Choi, J. P. Lemmon, J. Liu, Chem. Rev. 2011, 111, 3577.
67. B. Dunn, H. Kamath, J.-M. Tarascon, Science 2011, 334, 928.
68. P. Han, Y. Yue, Z. Liu, W. Xu, L. Zhang, H. Xu, S. Dong, G. Cui, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4710.
69. W. Li, J. Liu, C. Yan, Carbon 2013, 55, 313.
70. W. Li, J. Liu, C. Yan, Carbon 2011, 49, 3463.