Name: visible-light induced reduction of graphene oxide using plasmonic nanoparticle
Uploaded: 2015-09-22T16:00:00
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이 작품은 한국 (2013R1A1A1061387)의 국립 연구 재단과 고려 대학교 - 한국 과학 기술 연구원 (KIST) 연구 기금에 의해 지원되었다.

전구체 1. 준비 <ol><li> 그래 핀 옥사이드 (GO)의 제조 : <ol><li> GO 준비 허머의 방법 (14)을 수정하여 <ol><li> 농축 H 2의 혼합물에 흑연 플레이크 3.0 g을 추가 SO 3 PO 4 / H 4 (360 : 40 ㎖)에 RT에서. (참고 : 특별한주의가 PO 4 강산 그렇게 H (2) (4) (H) (3)을 사용하는 동안주의가 필요하다.) </li><li> 천천히 교반하면서 KMnO 4 (18.0 g)를 첨가하?...

<ol>
	<li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+Field+Effect+in+Atomically+Thin+Carbon+Films.">Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films.</a> Science. 306 (5696), 666-669 (2004).</li><li>Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Vapour+Deposition+Making+Graphene+on+a+Large+Scale.">Chemical Vapour Deposition Making Graphene on a Large Scale.</a> Nat Nanotechnol. 4 (4), 212-213 (2009).</li><li>Choi, W., Lahiri, I., Seelaboyina, R., Kang, Y. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon-assisted+and+visible-light+induced+graphene+oxide+reduction+and+efficient+fluorescence+quenching.">Plasmon-assisted and visible-light induced graphene oxide reduction and efficient fluorescence quenching.</a> Chem. Commun. 50 (88), 13481-13484 (2014).</li><li>Gilje, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photothermal+Deoxygenation+of+Graphene+Oxide+for+Patterning+and+Distributed+Ignition+Applications.">Photothermal Deoxygenation of Graphene Oxide for Patterning and Distributed Ignition Applications.</a> Adv. Mater. 22 (3), 419-423 (2010).</li><li>Cote, L. J., Kim, F., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Langmuir&#8722;Blodgett+Assembly+of+Graphite+Oxide+Single+Layers.">Langmuir&#8722;Blodgett Assembly of Graphite Oxide Single Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (3), 1043-1049 (2008).</li><li>Ming, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Evidence+of+Plasmophores:+Plasmon-Directed+Polarized+Emission+from+Gold+Nanorod&#8211;Fluorophore+Hybrid+Nanostructures.">Experimental Evidence of Plasmophores: Plasmon-Directed Polarized Emission from Gold Nanorod&#8211;Fluorophore Hybrid Nanostructures.</a> Nano Lett. 11 (6), 2296-2303 (2011).</li><li>Xie, J., Lee, J. Y., Seedless Wang, D. I. 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B. 64 (7), 075414-1-075414-13 (2000).</li><li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One&#8211;pot+green+hydrothermal+synthesis+of+CuO&#8211;Cu2O&#8211;Cu+nanorod&#8211;decorated+reduced+graphene+oxide+composites+and+their+application+in+photocurrent+generation.">One&#8211;pot green hydrothermal synthesis of CuO&#8211;Cu2O&#8211;Cu nanorod&#8211;decorated reduced graphene oxide composites and their application in photocurrent generation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (11), 2227-2230 (2012).</li><li>Liu, S., Tian, J., Wang, L., Sun, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+the+production+of+reduced+graphene+oxide+using+benzylamine+as+a+reducing+and+stabilizing+agent+and+its+subsequent+decoration+with+Ag+nanoparticles+for+enzymeless+hydrogen+peroxide+detection.">A method for the production of reduced graphene oxide using benzylamine as a reducing and stabilizing agent and its subsequent decoration with Ag nanoparticles for enzymeless hydrogen peroxide detection.</a> CARBON. 49 (10), 3158-3164 (2011).</li><li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmentally+Friendly,+One&#8211;Pot+Synthesis+of+Ag+Nanoparticle+Decorated+Reduced+Graphene+Oxide+Composites+and+Their+Application+to+Photocurrent+Generation.">Environmentally Friendly, One&#8211;Pot Synthesis of Ag Nanoparticle Decorated Reduced Graphene Oxide Composites and Their Application to Photocurrent Generation.</a> Inorg. Chem. 51 (8), 4742-4746 (2012).</li><li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three&#8211;Dimensional+Porous+Supramolecular+Architecture+from+Ultrathin+gC3N4+Nanosheets+and+Reduced+Graphene+Oxide:+Solution+Self-Assembly+Construction+and+Application+as+a+Highly+Efficient+Metal&#8211;Free+Electrocatalyst+for+Oxygen+Reduction+Reaction.">Three&#8211;Dimensional Porous Supramolecular Architecture from Ultrathin gC3N4 Nanosheets and Reduced Graphene Oxide: Solution Self-Assembly Construction and Application as a Highly Efficient Metal&#8211;Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (2), 1011-1017 (2014).</li><li>Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+Aqueous+Dispersion+of+Graphene+Nanosheets:+Noncovalent+Functionalization+by+a+Polymeric+Reducing+Agent+and+Their+Subsequent+Decoration+with+Ag+Nanoparticles+for+Enzymeless+Hydrogen+Peroxide+Detection.">Stable Aqueous Dispersion of Graphene Nanosheets: Noncovalent Functionalization by a Polymeric Reducing Agent and Their Subsequent Decoration with Ag Nanoparticles for Enzymeless Hydrogen Peroxide Detection.</a> Macromolecules. 43 (23), 10078-10083 (2010).</li><li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+synthesis+of+highly+dispersed+Pd+nanoparticles+on+reduced+graphene+oxide+and+their+application+in+methanol+electro&#8211;oxidation.">Photocatalytic synthesis of highly dispersed Pd nanoparticles on reduced graphene oxide and their application in methanol electro&#8211;oxidation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (6), 1153-1156 (2012).</li></ol>

금 나노 입자 (AuNPs, AuNSs &amp; AuNRs)와 30 분 동안 GO 솔루션 위에 가시 광선 조사는 검은 색 (그림 1)에 밝은 노란색 갈색의 빠른 컬러 변화를 보여 주었다. 높은 수율로 고순도의 R-GO 제품을 구하려면, 두 가지 중요한 요소가 따를 필요가있다. AuNPs 강하게 다른 구조 (즉, AuNRs, AuNSs) 중, 가시광을 흡수 할 수 있기 때문에 하나는 효율적인 플라즈몬 AuNPs 촉매로서 사용하는 것이다. 다른...

<html> 처음 개발 된 스카치 테이프 기반 방법 (1) 및 화학 기상 증착 (2)는 그래 핀의 원시 상태를 생성하는 우수한 방법 이었지만 넓은 영역 표면에 대규모 그라 합성 또는 그래 핀 층의 형성의 주요 제한으로 간주되어왔다 이전의 방법. 습식 화학 합성 첫 번째 시트를 GO 생산하는 등 초음파 강한 산화제, 광범위한 물리 치료 반응을 요구 방법 및 산소 기능 등을 최종적으로 감소 될 것입니다 대규모 R-GO 합성 가능한 솔루션의 3 하나 같은 GO 하이드 록시, 에폭시 및 카르보닐기 원래 물성을 복구하기 위해 필수적이다. 구름 4 GO의 감소 (히드라진 또는 그 유도체 (5) 또는 열처리 법에 의해를 이용한 화학적 방법 중 하나와 550-1,100 °를 행했다 불활성 또는 환원 분위기에서의 C). 6 jove_content &quot;&gt; 이러한 프로세스는 독성 화학 물질, R-GO 합성을위한 총 에너지 수요 증가 긴 반응 시간 및 높은 온도를 필요로한다. (7) 등의 UV 유도 8 광열 프로세스로 광 조사 환원 프로세스 펄스 크세논을 사용하면서 플래시, 9는 펄스 레이저 (10) 및 광열 11도의 제조에보고되어 카메라 플래시 조명 가열 보조 R - 이동. 일반적으로, 광 - 유도 방식의 낮은 변환 효율은 UV 또는 펄스의 사용 전파 높은 광자 에너지를 제공 할 수있는 레이저 조사. 가시 광선의 낮은 광자 에너지는 사용되지는 R-GO 합성에 많은 매력을 제한한다. 플라즈몬 나노 입자의 우수한 광 흡수 특성을 볼 수 및 / 또는 NIR 지역에서 크게 현재의 단점을 개선 할 수 있습니다 R-GO 합성 가시광의 사용. 12,13 온화한 반응 조건, 짧은 반응 시간 및 독성 CH의 제한된 사용emicals 유용한 다른 방법으로 GO의 광촉매 감소를 이용한 가시 광선 유도 플라즈몬을 만들 수 있습니다. 본 방법에서는, 나노 입자 및 플라즈몬 가시광을 사용하여 효율적이고 간단한 R-GO 합성 방법을 설명한다. 반응 진행은 구면 금 나노 입자 (AuNPs), 금 나노 막대 (AuNRs), 금 나노 별 (AuNSs)로 플라즈 모닉 나노 입자의 구조에 크게 의존하는 것으로 밝혀졌다. AuNPs의 사용은 GO의 가장 효율적인 감소를 보였고, 나노 입자는 반복 사용 (그림 1)에 대한 쉽게 제거 및 재활용 할 수 있습니다. R은 - 이동 가시광을 사용하여 합성 및 AuNPs는 비하여 거의 동등한 품질을 보였다 R-GO 다양한 분석 측정 및 형광 소광 / 회복 계 DNA 검출 방법의 사용에 의해 입증 된 바와 같이 공지 된 화학적 방법 (히드라진)에 의해 제조.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cy3 modifeid ssDNA</td>
			<td>IDT(Iowa, USA)</td>
			<td></td>
			<td>HPLC purified by IDT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold nanoparticles (30 nm)</td>
			<td>Ted Pella, Inc(Redding, CA, USA).</td>
			<td>15706-20</td>
			<td>colloidal solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethane sulfonic acid (HEPES) (99.5%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7365-45-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold(III)Chloride Hydrate (99.999%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>&#160;27988-77-8</td>
			<td>strongly hygroscopic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Borohydride (99.99%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>16940-66-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexadecyltrimethylammonium bromide (&#8805;99%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>57-09-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Ascorbic Acid(&#8805;99.0%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>50-81-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (99.5%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Nitrate&#160; (&#8805;99.0%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7761-88-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphite</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7782-42-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7664-93-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phophoric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7664-38-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium permanganate</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>7722-64-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide</td>
			<td>JUNSEI</td>
			<td>23150-0350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>1336-21-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xe-lamp</td>
			<td>&#160;Cermax, Waltham, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIR Laser</td>
			<td>Class-IV, Sanctity Laser, Shanghai, China&#160;</td>
			<td></td>
			<td>6W (output power)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Vis spectrophotometer&#160;</td>
			<td>S-3100, SINCO, South Korea</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission Electron Microscopy</td>
			<td>H-7650, Hitachi, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectro Fluorometer</td>
			<td>Jasco FP-6500, Tokyo, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray Photoelectron Spectrometer</td>
			<td>AXIS&#8211;NOVA, KRATOS Inc., UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visible-light induced reduction of graphene oxide using plasmonic nanoparticle

본 연구는 나노 플라즈몬과 가시 광선 조사를 사용하여 RT에서 환원 그래 핀 옥사이드 (R-GO) 용액을 제조하는 간단한 화학적 자유 신속하며 에너지 효율적인 방법을 설명한다. GO 플라즈몬 나노 입자의 환원 효율을 높이기 위해 사용된다. 그것만 XE-램프 솔루션을 조명하여 RT에서 30 분 소요 R-GO 솔루션은 완전히 간단한 원심 분리 단계를 통해 금 나노 입자를 제거함으로써 얻을 수있다. 다른 나노 구조물에 비해 구형 금 나노 입자 (AuNPs)은 R-GO 제조에 가장 적합한 플라즈몬 나노 구조물이다. 감소 된 그래 핀 산화물은 가시광을 사용하여 제조 및 AuNPs 화학적 같은 UV-비스 분광법, 라만 분광법, 분말 XRD 및 XPS 분석과 같은 다양한 기술들에 의해 지원 된 그래 핀 산화물을 저감 질적으로 동등 하였다. 가시 광선 준비 감소 된 그래 핀 산화물은 불소에 우수한 담금질 특성을 보여줍니다escent 분자는 ssDNA를하고 표적 DNA 검출을위한 우수한 형광 복구에 수정했습니다. 재활용 AuNPs에 의해 제조 된-GO R은 화학적으로 감소 R-GO의 그것과 동일한 품질로 발견된다. 플라즈몬 나노 입자와 가시광의 사용은 R-GO 합성 양호한 대안 방법을 설명한다.

그림 1은 가시 광선 및 플라즈몬 나노 입자 기반의 R-GO 환원 반응에 대한 전반적인 계획을 보여줍니다. (2) 반응에 대한 도구 적 설정을 보여줍니다. 반응 한 결과,도 3a에 도시 된 바와 같이 사용 광촉매 (AuNSs, AuNRs 또는 AuNPs)를 제거하기 위해 원심 분리 단계가 요구된다. HRTEM 분석은 UV 가시 분석 연구에서 약 500 ~ 800 nm의도 3c, 흡수 밴드...

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Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

가시광 플라즈몬 나노 입자를 사용하여 단축 된 그래 핀 옥사이드의 제조를위한 간단한 프로토콜을 설명한다.

플라즈몬 나노 입자를 사용하여 그래 핀 산화물의 가시 광선 유도 감소

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

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