Size Fractionation of Graphene Oxide Nanosheets via Controlled Directional Freezing

Journal of the American Chemical Society

Volumn 139, Issue 36, 2017, Pages 12517-12523

  Geng, Hongya ^a   Yao, Bowen ^b   Zhou, Jiajia ^c,d   Liu, Kai ^a   Bai, Guoying ^a   Li, Wenbo ^a   Song, Yanlin ^a   Shi, Gaoquan ^b   Doi, Masao ^d   Wang, Jianjun ^a  

^a INSTITUTE OF GEOLOGY AND GEOPHYSICS   (China)

^b TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^c BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS   (China)

^d BEIHANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FREEZING; GROWTH RATE; NANOSHEETS; SIZE DISTRIBUTION;

AQUEOUS DISPERSIONS; CHEMICALLY-MODIFIED GRAPHENE; DIRECTIONAL FREEZING; GRAPHENE OXIDE NANOSHEETS; ICE CRYSTALS; LATERAL SIZES; NARROW SIZE DISTRIBUTIONS; SIZE FRACTIONATION;

GRAPHENE;

GRAPHENE OXIDE; NANOSHEET;

ADSORPTION; ARTICLE; CHEMICAL MODIFICATION; CRYSTAL; DISPERSION; FRACTIONATION; FREEZING; GROWTH RATE; SIZE FRACTIONATION; SURFACE PROPERTY;

EID: 85029540748     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.7b05490     Document Type: Article

References (55)

1. Novoselov, K. S.; Morozov, S. V.; Mohinddin, T. M. G.; Ponomarenko, L. A.; Elias, D. C.; Yang, R.; Barbolina, I. I.; Blake, P.; Booth, T. J.; Jiang, D. et al. Phys. Status Solidi B 2007, 244, 4106-4111 10.1002/pssb.200776208
2. Berger, C.; Song, Z.; Li, X.; Wu, X.; Brown, N.; Naud, C.; Mayou, D.; Li, T.; Hass, J.; Marchenkov, A. N. et al. Science 2006, 312, 1191-1196 10.1126/science.1125925
3. 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, 666-669 10.1126/science.1102896
4. Chang, H.; Wang, G.; Yang, A.; Tao, X.; Liu, X.; Shen, Y.; Zheng, Z. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2893-2902 10.1002/adfm.201000900
5. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J.-S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Kim, H. R.; Song, Y. I. et al. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574-578 10.1038/nnano.2010.132
6. Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. C. Nat. Photonics 2010, 4, 611-622 10.1038/nphoton.2010.186
7. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191 10.1038/nmat1849
8. Chen, C.; Lee, S.; Deshpande, V. V.; Lee, G. H.; Lekas, M.; Shepard, K.; Hone, J. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 923-927 10.1038/nnano.2013.232
9. Yang, K.; Wan, J.; Zhang, S.; Tian, B.; Zhang, Y.; Liu, Z. Biomaterials 2012, 33, 2206-2214 10.1016/j.biomaterials.2011.11.064
10. Li, C.; Shi, G. Adv. Mater. 2014, 26, 3992-4012 10.1002/adma.201306104
11. Akhavan, O.; Ghaderi, E.; Akhavan, A. Biomaterials 2012, 33, 8017-8025 10.1016/j.biomaterials.2012.07.040
12. Perreault, F.; de Faria, A. F.; Nejati, S.; Elimelech, M. ACS Nano 2015, 9, 7226-7236 10.1021/acsnano.5b02067
13. Qiu, L.; Liu, J. Z.; Chang, S. L. Y.; Wu, Y.; Li, D. Nat. Commun. 2012, 3, 1241 10.1038/ncomms2251
14. Balandin, A. A.; Ghosh, S.; Bao, W.; Calizo, I.; Teweldebrhan, D.; Miao, F.; Lau, C. N. Nano Lett. 2008, 8, 902-907 10.1021/nl0731872
15. Zhang, X.; Yan, X.; Chen, J.; Zhao, J. Carbon 2014, 69, 437-443 10.1016/j.carbon.2013.12.046
16. Dikin, D. A.; Stankovich, S.; Zimney, E. J.; Piner, R. D.; Dommett, G. H. B.; Evmenenko, G.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Nature 2007, 448, 457-460 10.1038/nature06016
17. Stankovich, S.; Piner, R. D.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. Carbon 2006, 44, 3342-3347 10.1016/j.carbon.2006.06.004
18. Pan, S.; Aksay, I. A. ACS Nano 2011, 5, 4073-4083 10.1021/nn200666r
19. Li, X.; Wang, H.; Robinson, J. T.; Sanchez, H.; Diankov, G.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15939-15944 10.1021/ja907098f
20. Wang, X.; Bai, H.; Shi, G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6338-6342 10.1021/ja200218y
21. Zhang, W.; Zou, X.; Li, H.; Hou, J.; Zhao, J.; Lan, J.; Feng, B.; Liu, S. RSC Adv. 2015, 5, 146-152 10.1039/C4RA08516G
22. Chen, J.; Li, Y.; Huang, L.; Jia, N.; Li, C.; Shi, G. Adv. Mater. 2015, 27, 3654-3660 10.1002/adma.201501271
23. Zhang, L.; Liang, J.; Huang, Y.; Ma, Y.; Wang, Y.; Chen, Y. Carbon 2009, 47, 3365-3368 10.1016/j.carbon.2009.07.045
24. Lee, K. E.; Kim, J. E.; Maiti, U. N.; Lim, J.; Hwang, J. O.; Shim, J.; Oh, J. J.; Yun, T.; Kim, S. O. ACS Nano 2014, 8, 9073-9080 10.1021/nn5024544
25. Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 10451-10453 10.1073/pnas.0502848102
26. Hao, Y.; Bharathi, M. S.; Wang, L.; Liu, Y.; Chen, H.; Nie, S.; Wang, X.; Chou, H.; Tan, C.; Fallahazad, B.; Ramanarayan, H.; Magnuson, C. W.; Tutuc, E.; Yakobson, B. I.; McCarty, K. F.; Zhang, Y.-W.; Kim, P.; Hone, J.; Colombo, L.; Ruoff, R. S. Science 2013, 342, 720-723 10.1126/science.1243879
27. Akhavan, O.; Ghaderi, E. Small 2013, 9, 3593-3601 10.1002/smll.201203106
28. Akhavan, O.; Abdolahad, M.; Esfandiar, A.; Mohatashamifar, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12955-12959 10.1021/jp103472c
29. Kosynkin, D. V.; Higginbotham, A. L.; Sinitskii, A.; Lomeda, J. R.; Dimiev, A.; Price, B. K.; Tour, J. M. Nature 2009, 458, 872-876 10.1038/nature07872
30. Akhavan, O.; Ghaderi, E.; Emamy, H. J. Mater. Chem. 2012, 22, 20626-20633 10.1039/c2jm34330d
31. Geng, H.; Liu, X.; Shi, G.; Bai, G.; Ma, J.; Chen, J.; Wu, Z.; Song, Y.; Fang, H.; Wang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 997-1001 10.1002/anie.201609230
32. Zhou, J.; Jiang, Y.; Doi, M. Phys. Rev. Lett. 2017, 118, 108002 10.1103/PhysRevLett.118.108002
33. Hummers, W. S., Jr.; Offeman, R. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339 10.1021/ja01539a017
34. Akhavan, O. Carbon 2015, 81, 158-166 10.1016/j.carbon.2014.09.044
35. Pimenta, M. A.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S.; Cancado, L. G.; Jorio, A.; Saito, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1276-1290 10.1039/B613962K
36. Szabó, T.; Berkesi, O.; Forgó, P.; Josepovits, K.; Sanakis, Y.; Petridis, D.; Dékány, I. Chem. Mater. 2006, 18, 2740-2749 10.1021/cm060258+
37. Akhavan, O. ACS Nano 2010, 4, 4174-4180 10.1021/nn1007429
38. Akhavan, O.; Ghaderi, E.; Shirazian, S. A. Colloids Surf., B 2015, 126, 313-321 10.1016/j.colsurfb.2014.12.027
39. Routh, A. F.; Zimmerman, W. B. Chem. Eng. Sci. 2004, 59, 2961-2968 10.1016/j.ces.2004.04.027
40. Deville, S.; Maire, E.; Bernard-Granger, G.; Lasalle, A.; Bogner, A.; Gauthier, C.; Leloup, J.; Guizard, C. Nat. Mater. 2009, 8, 966-972 10.1038/nmat2571
41. Peppin, S. S. L.; Wettlaufer, J. S.; Worster, M. G. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 238301 10.1103/PhysRevLett.100.238301
42. Wettlaufer, J. S.; Worster, M. G.; Wilen, L. A.; Dash, J. G. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3602-3605 10.1103/PhysRevLett.76.3602
43. Deville, S.; Maire, E.; Bernard-Granger, G.; Lasalle, A.; Bogner, A.; Gauthier, C.; Leloup, J.; Guizard, C. Nat. Mater. 2009, 8, 966-972 10.1038/nmat2571
44. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191 10.1038/nmat1849
45. Blake, P.; Hill, E. W.; Castro Neto, A. H.; Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Yang, R.; Booth, T. J.; Geim, A. K. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 063124 10.1063/1.2768624
46. Zhao, J.; Pei, S.; Ren, W.; Gao, L.; Cheng, H.-M. ACS Nano 2010, 4, 5245-5252 10.1021/nn1015506
47. Barone, V.; Hod, O.; Scuseria, G. E. Nano Lett. 2006, 6, 2748-2754 10.1021/nl0617033
48. Zhao, J.; Pei, S.; Ren, W.; Gao, L.; Cheng, H.-M. ACS Nano 2010, 4, 5245-5252 10.1021/nn1015506
49. Hunt, P. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4844-4853 10.1021/jp067182p
50. Westervelt, R. M. Science 2008, 320, 324-325 10.1126/science.1156936
51. Kang, S.; Herzberg, M.; Rodrigues, D. F.; Elimelech, M. Langmuir 2008, 24, 6409-6413 10.1021/la800951v
52. Delannoy, P. E.; Riou, B.; Brousse, T.; Le Bideau, J.; Guyomard, D.; Lestriez, B. J. Power Sources 2015, 287, 261-268 10.1016/j.jpowsour.2015.04.067
53. Naficy, S.; Jalili, R.; Aboutalebi, S. H.; Gorkin Iii, R. A.; Konstantinov, K.; Innis, P. C.; Spinks, G. M.; Poulin, P.; Wallace, G. G. Mater. Horiz. 2014, 1, 326-331 10.1039/C3MH00144J
54. Sun, X.; Liu, Z.; Welsher, K.; Robinson, J. T.; Goodwin, A.; Zaric, S.; Dai, H. Nano Res. 2008, 1, 203-212 10.1007/s12274-008-8021-8
55. Nallan, H. C.; Sadie, J. A.; Kitsomboonloha, R.; Volkman, S. K.; Subramanian, V. Langmuir 2014, 30, 13470-13477 10.1021/la502903y