Abstrakt
We report an easily controllable, eco-friendly method for tailoring the properties of reduced graphene oxide (rGO) by means of oxygen plasma. The effect of oxygen plasma treatment time (1, 5 and 10 minutes) on the surface properties of rGO was evaluated. Physicochemical characterization using microscopic, spectroscopic and thermal techniques was performed. The results revealed that different oxygen-containing groups (e.g. carboxyl, hydroxyl) were introduced on the rGO surface enhancing its wettability. Furthermore, upon longer treatment time, other functionalities were created (e.g. quinones, lactones). Moreover, external surface of rGO was partially etched resulting in an increase of the material surface area and porosity. Finally, the oxygen plasma-treated rGO electrodes with bilirubin oxidase were tested for oxygen reduction reaction. The study showed that rGO treated for 10 min exhibited twofold higher current density than untreated rGO. The oxygen plasma treatment may improve the enzyme adsorption on rGO electrodes by introduction of oxygen moieties and increasing the porosity.
Cytowania
-
4 4
CrossRef
-
4 0
Web of Science
-
4 2
Scopus
Autorzy (9)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
-
otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
APPLIED SURFACE SCIENCE
nr 440,
strony 651 - 659,
ISSN: 0169-4332 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2018
- Opis bibliograficzny:
- Kondratowicz I., Nadolska M., Şahin S., Łapiński M., Prześniak-Welenc M., Sawczak M., Yu E., Sadowski W., Żelechowska K.: Tailoring properties of reduced graphene oxide by oxygen plasma treatment// APPLIED SURFACE SCIENCE. -Vol. 440, (2018), s.651-659
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.apsusc.2018.01.168
- Bibliografia: test
-
- Singh, V.; Joung, D.; Zhai, L.; Das, S.; Khondaker, S. I. and Seal, S. Graphene based materials: Past, present and future. Prog. Mater. Sci., 2011, 56 (8), 1178-1271. otwiera się w nowej karcie
- Novoselov, K.S.; Fal'ko, V.I. ; Colombo, L.; Gellert, P.R.; Schwab M.G.; Kim K. A roadmap for graphene, Nature, 2012, 490, 192-200. otwiera się w nowej karcie
- Zhu, B. Y. et al. Graphene and Graphene Oxide : Synthesis, Properties and Applications. Adv Mater. 2010, 22 (35), 3906-24. otwiera się w nowej karcie
- Gao, W.; Alemany, L. B.; Ci, L.; Ajayan, P. M. New insights into the structure and reduction of graphite oxide. Nat Chem. 2009, 1(5), 403-8. otwiera się w nowej karcie
- Morimoto, N.; Kubo, T.; Nishina, Y. Tailoring the Oxygen Content of Graphite and Reduced Graphene Oxide for Specific Applications. Nat. Publ. Gr. 2016, 4-11. otwiera się w nowej karcie
- Marcano, D. C. et al. Improved synthesis of graphene oxide. ACS Nano, 2010, 4 (8), 4806-14. otwiera się w nowej karcie
- Yu, H. et al. High-efficient Synthesis of Graphene Oxide Based on Improved Hummers Method. Sci. Rep., 2016, 6, 36143. otwiera się w nowej karcie
- Chua, C. K.; Pumera, M. Chemical reduction of graphene oxide: a synthetic chemistry viewpoint. Chem. Soc. Rev., 2014, 43 (1), 291-312. otwiera się w nowej karcie
- Yazici, E.; Yanik, S.; Yilmaz, M. B. Graphene Oxide Nano-Domain Formation via Wet Chemical Oxidation of Graphene. Carbon, 2017, 111, 822-827. otwiera się w nowej karcie
- Xu, X.; Zhou, J.; Jestin, J.; Colombo, V.; Lubineau, G. Preparation of water-soluble graphene nanoplatelets and highly conductive films, Carbon, 2017, 124, 133-141. otwiera się w nowej karcie
- Shin, D. G.; Yeo, H.; Ku, B.-C.; Goh, M.; You, N.-H. A Facile Synthesis Method for Highly Water- otwiera się w nowej karcie
- Dispersible Reduced Graphene Oxide Based on Covalently Linked Pyridinium Salt. Carbon, 2017, 121, 17- 24. otwiera się w nowej karcie
- Dey, A.; Chroneos, A.; Braithwaite, N. S. J.; Gandhiraman, R. P.; Krishnamurthy, S. Plasma Engineering of Graphene. Appl. Phys. Rev. 2016, 3 (2) no. 021301 otwiera się w nowej karcie
- Li, X; Horita, K. Electrochemical characterization of carbon black subjected to oxygen plasma. Carbon, 2000, 38 (2),133-8. otwiera się w nowej karcie
- Junkar, I.; Hauptman, N.; Rener-Sitar, K.; Klanjšek-Gunde, M.; Cvelbar, U. Surface Modification of Graphite by Oxygen Plasma. Inf. MIDEM 2008, 38 (4), 266-271.
- Boudou, J. P.; Paredes, J. I.; Cuesta, A.; Martínez-Alonso, A.; Tascón, J. M. D. Oxygen Plasma Modification of Pitch-Based Isotropic Carbon Fibres. Carbon, 2003, 41 (1), 41-56. otwiera się w nowej karcie
- Baghery Borooj, M.; Mousavi Shoushtari, A.; Nosratian Sabet, E.; Haji, A. Influence of Oxygen Plasma Treatment Parameters on the Properties of Carbon Fiber. J. Adhes. Sci. Technol. 2016, 2372-82. otwiera się w nowej karcie
- Takada, T.; Nakahara, M.; Kumagai, H.; Sanada, Y. Surface Modification and Characterization of Carbon Black With Oxygen Plasma. Carbon, 1996, 34 [9], 1087-91. otwiera się w nowej karcie
- Wang, Z.; Yang, F. H.; Yang, R. T. Enhanced Hydrogen Spillover on Carbon Surfaces Modified by Oxygen Plasma. J. Phys. Chem. C 2010, 114 [3], 1601-09. otwiera się w nowej karcie
- Rost, U. Effect of Process Parameters for Oxygen Plasma Activation of Carbon Nanofibers on the Characteristics of Deposited Platinum Nanoparticles as Electrocatalyst in Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Int. J. Electrochem. Sci. 2016, 11, 9110-22. otwiera się w nowej karcie
- Xia, W.; Wang, Y.; Bergsträßer, R.; Kundu, S.; Muhler, M. Surface Characterization of Oxygen- Functionalized Multi-Walled Carbon Nanotubes by High-Resolution X-Ray Photoelectron Spectroscopy and Temperature-Programmed Desorption. Appl. Surf. Sci. 2007, 254, 247-250. otwiera się w nowej karcie
- Garzia Trulli, M.; Sardella, E.; Palumbo, F.; Palazzo, G.; Giannossa, L. C.; Mangone, A.; Comparelli, R.; Musso, S.; Favia, P. Towards Highly Stable Aqueous Dispersions of Multi-Walled Carbon Nanotubes: The Effect of Oxygen Plasma Functionalization. J. Colloid Interface Sci. 2017, 491, 255-264. otwiera się w nowej karcie
- Chae, M.-S.; Kim, J.; Jeong, D.; Kim, Y.; Roh, J. H.; Lee, S. M.; Heo, Y.; Kang, J. Y.; Lee, J. H.; Yoon, D. S.; Kim, T. G.; Chang, S. T.; Hwang, K. S. Enhancing Surface Functionality of Reduced Graphene Oxide Biosensors by Oxygen Plasma Treatment for Alzheimer's Disease Diagnosis. Biosens. Bioelectron. 2016, 4 [6], 31-38. otwiera się w nowej karcie
- Cheng, H. E.; Wang, Y. Y.; Wu, P. C.; Huang, C. H. Preparation of Large-Area Graphene Oxide Sheets with a High Density of Carboxyl Groups Using O2/H2 Low-Damage Plasma. Surf. Coatings Technol. 2016, 303, 170-5. otwiera się w nowej karcie
- Zelechowska, K.; Prześniak-Welenc, M.; Łapiński, M.; Kondratowicz, I.; Miruszewski, T. Fully scalable one-pot method for the production of phosphonic graphene derivatives. Beilstein J. Nanotechnol., 2017, 8 [1], 1094-103. otwiera się w nowej karcie
- Kondratowicz, I.; Zelechowska, K. Graphene Oxide as Mine of Knowledge: Using Graphene Oxide to Teach Undergraduate Students Core Chemistry and Nanotechnology Concepts. J. Chem. Educ. 2017, 94 [6], 764-768. otwiera się w nowej karcie
- Kondratowicz, I.; Nadolska, M; Zelechowska, K.; Jazdzewska, A.; Gazda, M. Comprehensive Study on otwiera się w nowej karcie
- Graphene Hydrogels and Aerogels Synthesis and Their Ability of Gold Nanoparticles Adsorption. Coll Surf A, 2017, 528, 65-73. otwiera się w nowej karcie
- Crist, B.V. Handbook of Monochromatic XPS Spectra, Wiley, Chichester 2000
- Slepičká, P.; Peterková, L.; Rimpelová, S.; Pinkner, A.; Slepičková Kasálková, N.; Kolská, Z.; Ruml, T.; Švorčík, V. Plasma activated perfluoroethylenepropylene for cytocompatibility enhancement, Polym. Deg. Stab. 130 (2016) 277-287 otwiera się w nowej karcie
- Michaljaničová, I.; Slepička, P. ; Hadravová, J. ; Rimpelová, S. ; Ruml, T.; Malinský, P.; Veselý, M. and Švorčík, V. High power plasma as an efficient tool for polymethylpentene cytocompatibility enhancement, RSC Adv. 6 (2016) 76000-76010. otwiera się w nowej karcie
- Slepička, P.; Trostová, S.; Slepičková Kasálková N.; Kolská Z.; Malinský, P.; Macková, A.; Bačáková, L.; Švorčíka, V. Nanostructuring of polymethylpentene by plasma and heat treatment for improved biocompatibility, Polym. Deg. Stab. 97 (2012) 1075-1082 otwiera się w nowej karcie
- King, A. A. K.; Davies, B. R.; Noorbehesht, N.; Newman, P.; Church, T. L.; Harris, A. T.; Razal, J. M.; Minett, A. I. A New Raman Metric for the Characterisation of Graphene Oxide and Its Derivatives. Sci. Rep. 2016, 6, 19491. otwiera się w nowej karcie
- Li, Z.; Xu, Y.; Cao, B.; Qi, L.; He, S.; Wang, C.; Zhang, J.; Wang, J.; Xu, K. Raman Spectra Investigation of the Defects of Chemical Vapor Deposited Multilayer Graphene and Modified by Oxygen Plasma Treatment. Superlattices Microstruct. 2016, 99, 125-130. otwiera się w nowej karcie
- Mohan, V. B.; Brown, R.; Jayaraman, K.; Bhattacharyya, D. Characterisation of Reduced Graphene Oxide: Effects of Reduction Variables on Electrical Conductivity. Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. otwiera się w nowej karcie
- Adv. Technol. 2015, 193, 49-60.
- Childres, I.; Jauregui, L. a; otwiera się w nowej karcie
- Tian, J.; Chen, Y. P. Effect of Oxygen Plasma Etching on Graphene Studied with Raman Spectroscopy and Electronic Transport. Analysis 2010, 10.
- Stobinski, L.; Lesiak, B.; Malolepszy, A.; Mazurkiewicz, M.; Mierzwa, B.; Zemek, J.; Jiricek, P.; Bieloshapka, I. Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide Studied by the XRD, TEM and Electron Spectroscopy Methods. J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 2014, 195, 145-154. otwiera się w nowej karcie
- Abulizi, A.; Okitsu, K.; Zhu, J. J.; Bo, Z.; Shuai, X.; Mao, S.; Yang, H.; Qian, J.; Chen, J. J.-T. J.; Yan, et al. Vitamin C Is an Ideal Substitute for Hydrazine in the Reduction of Graphene Oxide Suspensions. J. Phys. Chem. C 2013, 4, 6426-6432.
- Chen, W.; Yan, L.; Bangal, P. R. Preparation of Graphene by the Rapid and Mild Thermal Reduction of Graphene Oxide Induced by Microwaves. Carbon, 2010, 48, 1146-1152. otwiera się w nowej karcie
- Feng, H.; Cheng, R.; Zhao, X.; Duan, X.; Li, J. A low-temperature method to produce highly reduced graphene oxide. Nat. Commun., 2013, 4, 1537-9. otwiera się w nowej karcie
- Mano, N.; Edembe, L. Bilirubin oxidases in bioelectrochemistry : Features and recent findings. Biosens Bioelectron, 2013, 50, 478-485. otwiera się w nowej karcie
- Shleev, S.; El, A.; Ruzgas, T.; Gorton, L. Direct Heterogeneous Electron Transfer Reactions of otwiera się w nowej karcie
- Bilirubin Oxidase at a Spectrographic Graphite Electrode. Electrochem Commun, 2004, 6, 934-939. otwiera się w nowej karcie
- Zhang, C.; Chen, S.; Alvarez, P. J. J.; Chen, W. Reduced Graphene Oxide Enhances Horseradish Peroxidase Stability by Serving as Radical Scavenger and Redox Mediator. Carbon. 2015, 94, 531-538. otwiera się w nowej karcie
- Zhang, H.; Weber, E.J. Elucidating the role of electron shuttles in reductive transformations in anaerobic sediments, Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 1042-48. otwiera się w nowej karcie
- Jiang, J.; Bauer, I.; Paul, A.; Kappler, A. Arsenic redox changes by microbially and chemically formed semiquinone radicals and hydroquinones in a humic substance model quinone, Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 3639-45. otwiera się w nowej karcie
- C.-F. Ma, Q. Gao, K.-S. Xia, Z.-Y. Huang, B. Han, C.-G. Zhou, Three-dimensionally porous graphene: A high-performance adsorbent for removal of albumin-bonded bilirubin, Colloids Surf. B. 149, [2017], 146- 153. otwiera się w nowej karcie
- B. R. Muller, Effect of particle size and surface area on the adsorption of albumin-bonded bilirubin on activated carbon, Carbon,48, [2010], 3607-15. otwiera się w nowej karcie
- L.Cao, R.D. Schmid, Carrier-bound Immobilized Enzymes: Principles, Application and Design. ISBN: 978-3-527-31232-0, February 2006. otwiera się w nowej karcie
- Shiba, S.; Inoue, J.; Kato, D.; Yoshioka, K.; Niwa, O. Graphene modified electrode for the direct electron transfer of bilirubin oxidase. Electrochem, 2015, 83[5], 332-334. otwiera się w nowej karcie
- Tkac, J.; Filip, J. Effective bioelectrocatalysis of bilirubin oxidase on electrochemically reduced graphene oxide. Electrochem Commun, 2014, 49, 70-74.
- Lalaoui, A.; Le Goff, A.; Holzinger, M.; Mermoux, M.; Cosnier, S. Wiring Laccase on Covalently Modified Graphene: Carbon Nanotube Assemblies for the Direct Bio-electrocatalytic Reduction of Oxygen. Chemistry, 2015, 21[8], 3198-201, doi: 10.1002/chem.201405557 otwiera się w nowej karcie
- Filip, J.; Andicsov-Eckstein, A.; Vikartovska, A.; Tkac, J. Immobilization of Bilirubin Oxidase on otwiera się w nowej karcie
- Graphene Oxide Flakes with Different Negative Charge Density for Oxygen Reduction. The Effect of GO Charge Density on Enzyme Coverage, Electron Transfer Rate and Current Density. Biosens. Bioelectron. 2017, 89, 384-389. otwiera się w nowej karcie
- Graphical abstract otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 130 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Surface modification of PMMA polymer and its composites with PC61BM fullerene derivative using an atmospheric pressure microwave argon plasma sheet
- A. Sikora,
- D. Czylkowski,
- B. Hrycak
- + 4 autorów
Applying of Doped Graphene Oxide Coatings for Corrosion Prevention
- O. Karolina,
- K. Jakub,
- M. Lieder
Tuning of the Electrochemical Properties of Transparent Fluorine-doped Tin Oxide Electrodes by Microwave Pulsed-plasma Polymerized Allylamine
- A. Cirocka,
- D. Zarzeczańska,
- A. Wcisło
- + 4 autorów