Fabrication of a Dispersible Large-sized Graphene Quantum Dot Assemblies from Graphene Oxide and Its Electrogenerated Chemiluminescence Behaviors

doi:10.7503/cjcu20220161

Abstract

Abstract:

A dispersible large-sized graphene quantum dots assemblies（LSGQD-NAs） in aqueous solution with strong electrochemiluminescence activity was fabricated from graphene oxide by nitric acid etching. LSGQD-NAs were characterized by transmission electron microscopy（TEM）， atomic force microscopy（AFM）， Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） and Raman spectroscopy（Raman）， etc. The results demonstrated that the large-sized graphene quantum dots had an average height of 20 nm and contained abundant carboxyl and hydroxyl groups. Strong ECL was studied in detail with the coreaction of K₂S₂O₈ and the maximum emission wavelength at 685 nm. It is found that LSGQD-NAs can be easily assembled and modified on the surface of GC electrode through the π?π bond action of unoxidized graphene. This study provides a new method for the research of ECL sensor based on graphene quantum dots.

Key words: Large-sized graphene quantum dot assemblies（LSGQD-NAs）, Electrogenerated chemiluminescence（ECL）, Grapheneoxide（GO）, Graphene quantum dots

CLC Number:

O657

TrendMD:

WANG Ruina, SUN Ruifen, ZHONG Tianhua, CHI Yuwu. Fabrication of a Dispersible Large-sized Graphene Quantum Dot Assemblies from Graphene Oxide and Its Electrogenerated Chemiluminescence Behaviors[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220161.

Figures/Tables 9

References 39

1	Richter M. M.， Chem. Rev.， 2004， 104， 3003—3036
2	Miao W.， Chem. Rev.， 2008， 108， 2506—2553
3	Zhang J. J.， Jin R.， Fang D. J.， Jiang D. C.， Chem. J. Chinese Universities， 2020， 4111）， 2421—2425（张晶晶，金融，方丹君，江德臣. 高等学校化学学报， 2020， 41（11）， 2421—2425
4	Blackburn G. F.， Shah H. P.， Kenten J. H.， Leland J.， Kamin R. A.， Link J.， Peterman J. M.， Powell J.， Shah A.， Talley. D. B.， Clinical Chemistry， 1991， 37， 1534—1539
5	Wang Z.， Pan J.， Li Q.， Zhou Y.， Yang S.， Xu J.， J.， Hua D.， Adv. Funct. Mater.， 2020， 2000220
6	Hao N.， Wang K.， Anal. Bioanal. Chem.， 2016， 408， 7035—7048
7	ZhangY.， Zhang R.， Yang X.， Qi H.， Zhang C.， J. Pharm. Anal.， 2019， 9， 9—19
8	Kim K. S.， Zhao Y.， Jang H.， Lee S. Y.， Kim J. M.， KimK. S.， Ahn J. H， Kim P.， Choi J. Y， Hong B. H.， Nature， 2009， 457， 706—710
9	Zhang Y. B.， Tan Y. W.， Stormer H. L.， Kim P.， Nature， 2005， 438， 201—204
10	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
11	Castro N. A.， Guinea F.， Peres N. M. R.， Novoselov K. S.， Geim A. K.， Rev. Mod. Phys.， 2009， 81， 109—162
12	Balandin A. A.， Ghosh S.， Bao W.， Calizo I.， Teweldebrhan D.， Miao F.， Lau C. N.， Nano Lett.， 2008， 8， 902—907
13	Lee C.， Wei X.， Kysar J. W.， Hone J.， Science， 2008， 321， 385—388
14	Eda G.， Lin Y. Y.， Mattevi C.， Hisato Y.， Chen H. A.， Chen I. S.， Chen C. W.， Chhowalla M.， Adv. Mater.， 2010， 22， 505—509
15	Loh K. P.， Bao Q.， Eda G.， Chhowalla M.， Nat. Chem.， 2010， 2， 1015—1024
16	Ma Y. J.， Zhi L. J.， Acta Phys. Chim. Sin.， 2022， 38（1）， 2101004
	马英杰，智林杰. 物理化学学学报， 2022， 38（1）， 2101004
17	Fan F. R. F.， Park S.， Zhu Y.， Ruoff R.S.， Bard A. J.， J. Am. Chem. Soc.， 2009， 131， 937—939
18	Chu K.， Adsetts J. R.， He S.， Zhan Z.， Yang L.， Wong J. M.， Love D. A.， Ding Z.， Chem. Eur. J.， 2020， 26（68）， 15892—15900
19	Brus L. E.， J. Chem. Phys.， 1984， 80（9）， 4403—4409
20	Cao Z. Y.， Sun H.， Su B.， Chem. J. Chinese Universities， 2020， 41（9）， 1945—1955
	曹芷源，孙慧，苏彬. 高等学校化学学报， 2020， 41（9）， 1945—1955
21	Ponomarenko L. A.， Schedin F.， Katsnelson M. I.， Yang R.， HillE. W.， Novoselov K. S.， Geim A. K.， Science， 2008， 320， 356—358
22	Marial M. T.， Robin J. W.， Nicolas B.， Budarin V. L.， Su D.S.， Monte F.， Clark J. H.， Maclachlan M. J.， Chem. Soc. Rev.， 2015， 44， 250—290
23	Kong L.， Zhou X. Y.， Fan S. Y.， Li Z. J.， Gu Z. G.， Acta Chim. Sinica， 2016， 74， 620—628
	孔丽，周晓燕，范赛英，李在均，顾志国. 化学学报， 2016， 74， 620—628
24	Naik J. P.， Sutradhar P.， Saha M.， J. Nanostruct. Chem.， 2017， 7， 85—89
25	Manik C. B.， Md T. I.， Pranab K. N.， Md M. H.， ACS Mater. Lett.， 2021， 3（6）， 889—911
26	Sun H. Z.， Yang G. D.， Yang B.， Chem. J. Chinese Universities， 2021， 42（2）， 349—365
	孙海珠，杨国夺，杨柏. 高等学校化学学报， 2020， 42（2）， 349—365
27	Li L. L.， Ji J.， Fei R.， Wang C. Z.， Lu Q.， Zhang J. R.， Jiang L. P.， Zhu J. J.， Adv. Funct. Mater.， 2012， 22， 2971—2979
28	He Y.， Huang G.， Jiang J.， Zhang Q.， Cui H.， Carbon， 2013， 56， 201—207
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
30	Li D.， Muller M. B.， Gilje S.， Kaner R. B.， Wallace G. G.， Nat. Nanotech.， 2008， 3， 101—105
31	Szabo T.， Berkesi O.， Forgo P.， Josepovits K.， Sanakis Y.， Petridis D.， Dekany I.， Chem. Mater.， 2006， 18， 2740—2749
32	Sun Y. P.， Zhou B.， Lin Y.， Wang W.， Fernando K. A. S.， Pathak P.， Meziani M. J.， Harruff B. A.， Wang X.， Wang H. F.， Luo P. G.， Yang H.， Kose M. E.， Chen B.， Veca L. M.， Xie S. Y.， J. Am. Chem. Soc.， 2006， 128， 7756—7757
33	Dong Y.， Cai J. You X.， Chi Y.， Analyst， 2015， 140， 7468—7486
34	Wang R.， Wu H.， Chen R.， Chi Y.， Small， 2019， 1901550
35	Zheng L.， Chi Y.， Dong Y.， Lin J.， Wang B.， J. Am. Chem. Soc.， 2009， 131， 4564—4565
36	Dong Y.， Wan L.， Cai J.， Fang Q.， Chi Y.， Chen G.， Scientific Reports， 2015， 5， 10037
37	Bokobza L.， Zhang J.， Express Polymer Letters， 2012， 6， 601—608
38	Graupner R.， Raman Spectroscopy， 2007， 38， 673—683
39	Li Y.， Bai Y.， Han G.， Li M.， Sensors and Actuators B， 2013， 185， 706—712

[1]	LI Ming,CUI Xiaoqian,WANG Xuan,LI Zaijun. Synthesis of Amphiphilic Graphene Quantum Dots and Their Sustained Release Effect on L-Menthol ^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(2): 324.
[2]	YU Zhaochuan, MA Wenhui, WU Tao, WEN Jing, ZHANG Yong, WANG Liyan, CHU Hongtao. Preparation of B, N, S co-Doped Graphene Quantum Dots for Fluorescence Detection of Fe ³⁺ and H₂P $O 4 - †$ [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(11): 2286.