Modular Graphene-Based 3D Covalent Networks: Functional Architectures for Energy Applications

Small

Volumn 12, Issue 8, 2016, Pages 1044-1052

  Zhang, Xiaoyan ^a   Ciesielski, Artur ^a   Richard, Fanny ^a   Chen, Pengkun ^a   Prasetyanto, Eko Adi ^a   De Cola, Luisa ^a   Samorì, Paolo ^a  

^a UNIVERSITÉ DE STRASBOURG   (France)

Author keywords

covalent networks; energy applications; graphene; supercapacitors

Indexed keywords

CHEMICAL STABILITY; COMPOSITE FILMS; ELECTRODES; SUPERCAPACITOR;

CONTROLLED POLYMERIZATION; COVALENT NETWORK; ENERGY APPLICATIONS; FUNCTIONAL ARCHITECTURE; HIGH SPECIFIC CAPACITANCES; MULTI-FUNCTIONAL MATERIALS; SOLUTION PROCESSABILITY; STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS;

GRAPHENE;

EID: 84954304583     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201503677     Document Type: Article

References (82)

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. F. Bonaccorso, L. Colombo, G. Yu, M. Stoller, V. Tozzini, A. C. Ferrari, R. S. Ruoff, V. Pellegrini, Science 2015, 347, 1246501.
3. C. N. R. Rao, A. K. Sood, K. S. Subrahmanyam, A. Govindaraj, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7752.
4. a) C. Z. Yuan, L. Yang, L. R. Hou, J. Y. Li, Y. X. Sun, X. G. Zhang, L. F. Shen, X. J. Lu, S. L. Xiong, X. W. Lou, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2560;
5. b) X. Zang, Q. Chen, P. Li, Y. He, X. Li, M. Zhu, X. Li, K. Wang, M. Zhong, D. Wu, H. Zhu, Small 2014, 10, 2583;
6. c) L. Wei, M. Sevilla, A. B. Fuertes, R. Mokaya, G. Yushin, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 827.
7. P. Simon, Y. Gogotsi, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1094.
8. a) G. Eda, M. Chhowalla, Adv. Mater. 2010, 22, 2392;
9. b) Y. Huang, J. Liang, Y. Chen, Small 2012, 8, 1805;
10. c) W. Jiang, D. Yu, Q. Zhang, K. Goh, L. Wei, Y. Yong, R. Jiang, J. Wei, Y. Chen, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 1063.
11. A. C. Ferrari, F. Bonaccorso, V. Fal'ko, K. S. Novoselov, S. Roche, P. Boggild, S. Borini, F. H. L. Koppens, V. Palermo, N. Pugno, J. A. Garrido, R. Sordan, A. Bianco, L. Ballerini, M. Prato, E. Lidorikis, J. Kivioja, C. Marinelli, T. Ryhanen, A. Morpurgo, J. N. Coleman, V. Nicolosi, L. Colombo, A. Fert, M. Garcia-Hernandez, A. Bachtold, G. F. Schneider, F. Guinea, C. Dekker, M. Barbone, Z. Sun, C. Galiotis, A. N. Grigorenko, G. Konstantatos, A. Kis, M. Katsnelson, L. Vandersypen, A. Loiseau, V. Morandi, D. Neumaier, E. Treossi, V. Pellegrini, M. Polini, A. Tredicucci, G. M. Williams, B. H. Hong, J.-H. Ahn, J. M. Kim, H. Zirath, B. J. van Wees, H. van der Zant, L. Occhipinti, A. Di Matteo, I. A. Kinloch, T. Seyller, E. Quesnel, X. Feng, K. Teo, N. Rupesinghe, P. Hakonen, S. R. T. Neil, Q. Tannock, T. Lofwander, J. Kinaret, Nanoscale 2015, 7, 4598.
12. a) M. H. Yu, Y. C. Huang, C. Li, Y. X. Zeng, W. Wang, Y. Li, P. P. Fang, X. H. Lu, Y. X. Tong, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 324;
13. b) W. B. Wan, L. L. Li, Z. B. Zhao, H. Hu, X. J. Hao, D. A. Winkler, L. C. Xi, T. C. Hughes, J. S. Qiu, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4915;
14. c) X. Ou, L. Jiang, P. Chen, M. Zhu, W. Hu, M. Liu, J. Zhu, H. Ju, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 2422.
15. a) H. A. Becerril, J. Mao, Z. Liu, R. M. Stoltenberg, Z. Bao, Y. Chen, ACS Nano 2008, 2, 463;
16. b) K. Spyrou, M. Calvaresi, E. K. Diamanti, T. Tsoufis, D. Gournis, P. Rudolf, F. Zerbetto, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 263;
17. c) X.-M. Feng, R.-M., Li, Y.-W. Ma, R.-F. Chen, N.-E. Shi, Q.-L. Fan, W. Huang, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2989.
18. A. Peigney, C. Laurent, E. Flahaut, R. R. Bacsa, A. Rousset, Carbon 2001, 39, 507.
19. M. D. Stoller, S. Park, Y. Zhu, J. An, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2008, 8, 3498.
20. Y. Zhu, S. Murali, W. Cai, X. Li, J. W. Suk, J. R. Potts, R. S. Ruoff, Adv. Mater. 2010, 22, 3906.
21. X. Cao, Z. Yin, H. Zhang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1850.
22. Z. Yan, L. Ma, Y. Zhu, I. Lahiri, M. G. Hahm, Z. Liu, S. Yang, C. Xiang, W. Lu, Z. Peng, Z. Sun, C. Kittrell, J. Lou, W. Choi, P. M. Ajayan, J. M. Tour, ACS Nano 2013, 7, 58.
23. Z.-D. Huang, B. Zhang, R. Liang, Q.-B. Zheng, S. W. Oh, X.-Y. Lin, N. Yousefi, J.-K. Kim, Carbon 2012, 50, 4239.
24. L. Dai, D. W. Chang, J.-B. Baek, W. Lu, Small 2012, 8, 1130.
25. P. M. Sudeep, T. N. Narayanan, A. Ganesan, M. M. Shaijumon, H. Yang, S. Ozden, P. K. Patra, M. Pasquali, R. Vajtai, S. Ganguli, A. K. Roy, M. R. Anantharaman, P. M. Ajayan, ACS Nano 2013, 7, 7034.
26. J. W. Burress, S. Gadipelli, J. Ford, J. M. Simmons, W. Zhou, T. Yildirim, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8902.
27. A. Nicola, B. G. Sumpter, V. Meunier, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 8646.
28. T. Tsoufis, G. Tuci, S. Caporali, D. Gournis, G. Giambastiani, Carbon 2013, 59, 100.
29. F. Guo, W. Xing, J. Zhou, L. Zhao, J. Zeng, Z. Liu, Q. Xue, Z. Yan, Electrochim. Acta 2014, 148, 220.
30. W.-S. Hung, C.-H. Tsou, M. De Guzman, Q.-F. An, Y.-L. Liu, Y.-M. Zhang, C.-C. Hu, K.-R. Lee, J.-Y. Lai, Chem. Mater. 2014, 26, 2983.
31. S. J. Chae, F. Guenes, K. K. Kim, E. S. Kim, G. H. Han, S. M. Kim, H. Shin, S. Yoon, J. Choi, M. H. Park, C. W. Yang, D. Pribat, Y. H. Lee, Adv. Mater. 2009, 21, 2328.
32. 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.
33. X. S. Li, W. W. Cai, J. H. An, S. Kim, J. Nah, D. X. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science 2009, 324, 1312.
34. C. Berger, Z. M. Song, T. B. Li, X. B. Li, A. Y. Ogbazghi, R. Feng, Z. T. Dai, A. N. Marchenkov, E. H. Conrad, P. N. First, W. A. De Heer, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19912.
35. J. N. Coleman, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 14.
36. A. A. Green, M. C. Hersam, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 544.
37. X. Y. Zhang, A. C. Coleman, N. Katsonis, W. R. Browne, B. J. van Wees, B. L. Feringa, Chem. Commun. 2010, 46, 7539.
38. A. Ciesielski, P. Samorì, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 381.
39. M. Quintana, E. Vazquez, M. Prato, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 138.
40. J. Malig, N. Jux, D. M. Guldi, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 53.
41. M. Matsumoto, Y. Saito, C. Park, T. Fukushima, T. Aida, Nat. Chem. 2015, 7, 730.
42. S. Pei, H.-M. Cheng, Carbon 2012, 50, 3210.
43. a) S. Dubin, S. Gilje, K. Wang, V. C. Tung, K. Cha, A. S. Hall, J. Farrar, R. Varshneya, Y. Yang, R. B. Kaner, ACS Nano 2010, 4, 3845;
44. b) L. Tang, Y. Wang, Y. Li, H. Feng, J. Lu, J. Li, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2782.
45. a) J. M. Mativetsky, E. Treossi, E. Orgiu, M. Melucci, G. P. Veronese, P. Samorì, V. Palermo, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14130;
46. b) M. Yu, Y. Huang, C. Li, Y. Zeng, W. Wang, Y. Li, P. Fang, X. Lu, Y. Tong, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 324.
47. H. R. Thomas, A. J. Marsden, M. Walker, N. R. Wilson, J. P. Rourke, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7613.
48. C. Su, K. P. Loh, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2275.
49. D. R. Dreyer, H. P. Jia, C. W. Bielawski, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6813.
50. P. V. Kumar, N. M. Bardhan, S. Tongay, J. Wu, A. M. Belcher, J. C. Grossman, Nat. Chem. 2014, 6, 151.
51. X.-G. Li, M.-R. Huang, W. Duan, Chem. Rev. 2002, 102, 2025.
52. Y. Xu, H. Bai, G. Lu, C. Li, G. Shi, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5856.
53. D. C. Marcano, D. V. Kosynkin, J. M. Berlin, A. Sinitskii, Z. Sun, A. Slesarev, L. B. Alemany, W. Lu, J. M. Tour, ACS Nano 2010, 4, 4806.
54. S. Chen, J. Zhu, X. Wu, Q. Han, X. Wang, ACS Nano 2010, 4, 2822.
55. X. Y. Zhang, Y. Huang, Y. Wang, Y. Ma, Z. Liu, Y. Chen, Carbon 2009, 47, 334.
56. a) L. Clima, D. Peptanariu, M. Pinteala, A. Salicb, M. Barboiu, Chem. Commun. 2015, 51, 17529;
57. b) H. J. Kim, I.-S. Bae, S.-J. Cho, J.-H. Boo, B.-C. Lee, J. Heo, I. Chung, B. Hong, Nanoscale Res. Lett. 2012, 7, 30.
58. G. M. Do Nascimento, P. S. M. Barbosa, V. R. L. Constantino, M. L. A. Temperini, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2006, 289, 39.
59. G. N. R. Tripathi, R. H. Schuler, Int. J. Radiat. Appl. lnstrum. Part C Radiat. Phys. Chem. 1988, 32, 251.
60. 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.
61. Z. J. Fan, J. Yan, L. J. Zhi, Q. Zhang, T. Wei, J. Feng, M. L. Zhang, W. Z. Qian, F. Wei, Adv. Mater. 2010, 22, 3723.
62. Q. Wu, Y. Xu, Z. Yao, A. Liu, G. Shi, ACS Nano 2010, 4, 1963.
63. Y. Zhu, S. Murali, M. D. Stoller, K. J. Ganesh, W. Cai, P. J. Ferreira, A. Pirkle, R. M. Wallace, K. A. Cychosz, M. Thommes, D. Su, E. A. Stach, R. S. Ruoff, Science 2011, 332, 1537.
64. Z. Niu, J. Chen, H. H. Hng, J. Ma, X. D. Chen, Adv. Mater. 2012, 24, 4144.
65. S. Liu, X. Liu, Z. Li, S. Yang, J. Wang, New J. Chem. 2011, 35, 369.
66. S. P. Zhou, H. M. Zhang, Q. Zhao, X. H. Wang, J. Li, F. S. Wang, Carbon 2013, 52, 440.
67. P. Si, S. Ding, X.-W. Lou, D.-H. Kim, RSC Adv. 2011, 1, 1271.
68. V. Khomenko, E. Frackowiak, F. Béguin, Electrochim. Acta 2005, 50, 2499.
69. J. Yan, Q. Wang, T. Wei, Z. Fan, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300816.
70. X. Zhuang, F. Zhang, D. Wu, X. Feng, Adv. Mater. 2014, 26, 3081.
71. H. M. Jeong, J. W. Lee, W. H. Shin, Y. J. Choi, H. J. Shin, J. K. Kang, J. W. Choi, Nano Lett. 2011, 11, 2472.
72. a) L. Hao, X. Li, L. Zhi, Adv. Mater. 2013, 25, 3899;
73. b) L.-F. Chen, Z.-H. Huang, H.-W. Liang, H.-L. Gao, S.-H. Yu, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 5104.
74. P. J. Hall, M. Mirzaeian, S. I. Fletcher, F. B. Sillars, A. J. R. Rennie, G. O. Shitta-Bey, G. Wilson, A. Cruden, R. Carter, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1238.
75. B. G. Choi, J. Hong, W. H. Hong, P. T. Hammond, H. Park, ACS Nano 2011, 5, 7205.
76. Z.-S. Wu, Y. Sun, Y.-Z. Tan, S. Yang, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19532.
77. a) S. W. Lee, N. Yabuuchi, B. M. Gallant, S. Chen, B. S. Kim, P. T. Hammond, Y. Shao-Horn, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 531;
78. b) J. Liu, J. Jiang, C. Cheng, H. Li, J. Zhang, H. Gong, H. J. Fan, Adv. Mater. 2011, 23, 2076;
79. c) M. Kim, C. Lee, J. Jang, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2489.
80. S. Park, Y. Hu, J. O. Hwang, E. Lee, L. B. Casabianca, W. Cai, J. R. Potts, H. Ha, S. Chen, J. Oh, S. O. Kim, Y. Kim, Y. Ishii, R. S. Ruoff, Nat. Commun. 2012, 3, 638.
81. M. D. Stoller, R. S. Ruoff, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1294.
82. Y. Gogotsi, P. Simon, Science 2011, 334, 917.