[논문]Recent development on carbon based heterostructures for their applications in energy and environment: A review

Jayaraman, Theerthagiri; Murthy, Arun Prasad; Elakkiya, Venugopal; Chandrasekaran, Sivaraman; Nithyadharseni, Palaniyandy; Khan, Ziyauddin; Senthil, Raja Arumugam; Shanker, Ravi; Raghavender, Mitty; Kuppusami, Parasuraman; Jagannathan, Madhavan; Ashokkumar, Muthupandian

doi:10.1016/j.jiec.2018.02.029

Recent development on carbon based heterostructures for their applications in energy and environment: A review 원문보기

Journal of industrial and engineering chemistry : JIEC, v.64, 2018년, pp.16 - 59

Jayaraman, Theerthagiri (Centre of Excellence for Energy Research, Sathyabama Institute of Science and Technology (Deemed to be University)) , Murthy, Arun Prasad (Solar Energy Lab, Department of Chemistry, Thiruvalluvar University) , Elakkiya, Venugopal (Tissue Engineering Laboratory, PSG Institute of Advanced Studies) , Chandrasekaran, Sivaraman (Center of Excellence in Environmental Studies (CEES), King Abdulaziz University) , Nithyadharseni, Palaniyandy (Energy Materials, Materials Science and Manufacturing (MSM), Council for Scientific and Industrial Research (CSIR)) , Khan, Ziyauddin (School of Energy and Chemical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology) , Senthil, Raja Arumugam (State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing University of Chemical Technology (BUCT)) , Shanker, Ravi (School of Energy and Chemical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology) , Raghavender, Mitty (Department of Physics,) , Kuppusami, Parasuraman , Jagannathan, Madhavan , Ashokkumar, Muthupandian

Abstract ▼ AI-Helper

Abstract Nanostructured carbon based materials with unique and tunable properties make them to be utilized for various applications in different forms especially for energy and environmental applications. Carbon is a distinctive chemical element which has superior properties such as porous structure, low cost, resistance to basic and acidic conditions, easy accessibility, low density, good recycling properties, more abundant and ability to combine with other chemical elements in different ways. In this review, we have critically assessed the recent developments in carbon based heterostructures for their applications in energy and environment. Special consideration has been paid on the applications in dye-sensitized solar cells, hydrogen evolution reaction, oxygen evolution reaction, Li-ion battery, supercapacitor, photocatalysis for the degradation of organic pollutants, electrochemical/bio sensors and biomedical applications. Finally, the challenges and future developments of carbon based heterostructures for applications in energy and environment are also outlined. Graphical abstract [DISPLAY OMISSION]

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J. Mater. Chem. Bak 21 17309 2011 10.1039/c1jm13741g

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J. Nat. Commun. Hu 4 2705 2013 10.1038/ncomms3705

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ACS Nano Chang 5 4720 2011 10.1021/nn200659w

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Nano Lett. Chen 17 2539 2017 10.1021/acs.nanolett.7b00274

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Nano Lett. Yan 14 6016 2014 10.1021/nl503125u

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Adv. Energy Mater. Jaber-Ansari 5 2015 10.1002/aenm.201500646

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Nano Lett. Luo 15 6149 2015 10.1021/acs.nanolett.5b02432

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Adv. Energy Mater. Rodrigues 6 2016 10.1002/aenm.201600218

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Nat. Energy Sun 1 15008 2016 10.1038/nenergy.2015.8

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Nano Lett. Wang 11 2644 2011 10.1021/nl200658a

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Adv. Mater. Zhang 28 2155 2016 10.1002/adma.201504117

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Nat. Commun. Qian 6 6362 2015 10.1038/ncomms7362

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Nano Lett. Zhang 14 6889 2014 10.1021/nl5039117

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J. Mater. Chem. A Rao 5 2328 2017 10.1039/C6TA09730H

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ACS Appl. Mater. Interfaces Setiadi 5 10690 2013 10.1021/am402828k

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J Mater. Chem. A Khan 5 2037 2017 10.1039/C6TA09375B

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Nat. Mater. Simon 7 845 2008 10.1038/nmat2297

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Adv. Mater. Interfaces Khan 2017
Kim 2015 Handbook of Clean Energy Systems Electrochemical supercapacitors for energy storage and conversion
J. Mater. Chem. A Senthilkumar 3 21553 2015 10.1039/C5TA04737D

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Nat. Commun. Li 4 1894 2013 10.1038/ncomms2932

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ACS Nano Ji 7 6237 2013 10.1021/nn4021955

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ACS Appl. Mater. Interfaces Wu 9 1395 2017 10.1021/acsami.6b09355

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J. Mater. Chem. A Wang 2 12724 2014 10.1039/C4TA01296H

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Korean J. Chem. Eng. Jin 34 885 2017 10.1007/s11814-016-0323-z

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RSC Adv. Shi 4 41910 2014 10.1039/C4RA06136E

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RSC Adv. Khan 4 17378 2014 10.1039/C4RA01273A

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RSC Adv. Senthilkumar 3 352 2013 10.1039/C2RA22743F

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J. Mater. Chem. A Cheng 3 14348 2015 10.1039/C5TA03455H

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RSC Adv. Ansari 6 44616 2016 10.1039/C6RA06145A

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J. Power Sources Huang 246 371 2014 10.1016/j.jpowsour.2013.07.105

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ChemistrySelect Theerthagiri 2 201 2017 10.1002/slct.201601628

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J. Mater. Chem. A Borenstein 5 12653 2017 10.1039/C7TA00863E

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Carbon Assresahegn 92 362 2015 10.1016/j.carbon.2015.05.030

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ECS Trans. Soserov 74 213 2016 10.1149/07401.0213ecst

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Adv. Funct. Mater. Yan 22 2632 2012 10.1002/adfm.201102839

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Nano Energy Salunkhe 11 211 2015 10.1016/j.nanoen.2014.09.030

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ACS Appl. Mater. Interfaces Dam 6 8246 2014 10.1021/am500700x

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Sci Rep. Li 7 43413 2017 10.1038/srep43413

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Nanoscale Li 3 5103 2011 10.1039/c1nr10802f

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ACS Sustainable Chem. Eng. Wang 4 3736 2016 10.1021/acssuschemeng.6b00362

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J. Power Sources Sk 308 121 2016 10.1016/j.jpowsour.2016.01.056

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Electrochim. Acta Cao 157 359 2015 10.1016/j.electacta.2014.12.107

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RSC Adv. Della Noce 6 15920 2016 10.1039/C5RA22046G

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J. Mater. Chem. A Bai 2 3834 2014 10.1039/C3TA15004F

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Chem. Soc. Rev. Wei 40 1697 2011 10.1039/C0CS00127A

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J. Power Sources Yan 194 1202 2009 10.1016/j.jpowsour.2009.06.006

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J. Power Sources Hassan 249 21 2014 10.1016/j.jpowsour.2013.10.097

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Electrochim. Acta Wang 212 710 2016 10.1016/j.electacta.2016.07.066

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Carbon Yan 48 3825 2010 10.1016/j.carbon.2010.06.047

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J. Mater. Sci. Qian 46 3517 2011 10.1007/s10853-011-5260-y

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Carbon Cheng 49 2917 2011 10.1016/j.carbon.2011.02.068

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J. Mater. Chem. A Feng 1 12818 2013 10.1039/c3ta12780j

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ACS Appl. Mater. Interfaces Li 5 11462 2013 10.1021/am403739g

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Electrochim. Acta Sahu 230 255 2017 10.1016/j.electacta.2017.01.188

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J. Power Sources Guo 273 804 2015 10.1016/j.jpowsour.2014.09.118

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J. Mater. Chem. A Qian 3 488 2015 10.1039/C4TA05769D

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J. Mater. Chem. A Nithya 4 10767 2016 10.1039/C6TA02582J

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Mater. Sci. Eng.: B Guan 178 736 2013 10.1016/j.mseb.2013.03.010

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J. Power Sources Wang 245 101 2014 10.1016/j.jpowsour.2013.06.035

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ACS Appl. Mater. Interfaces Kumar 9 10 8880 2017 10.1021/acsami.6b14704

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Chem. Soc. Rev. Wang 41 797 2012 10.1039/C1CS15060J

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J. Power Sources Zheng 62 155 1996 10.1016/S0378-7753(96)02424-X

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J. Mater. Chem. A Warren 3 15568 2015 10.1039/C5TA03742E

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Synth. Metals Yan 159 1 158 2009 10.1016/j.synthmet.2008.07.024

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J. Electrochem. Soc. Park 150 A864 2003 10.1149/1.1576222

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J. Power Sources Lee 168 546 2007 10.1016/j.jpowsour.2007.02.076

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J. Power Sources Pico 176 417 2008 10.1016/j.jpowsour.2007.11.001

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RSC Adv. Wang 6 18465 2016 10.1039/C5RA25920G

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Adv. Funct. Mater. Yuan 22 2560 2012 10.1002/adfm.201102860

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Electrochim. Acta Yan 55 6973 2010 10.1016/j.electacta.2010.06.081

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New J. Chem. Ma 39 7495 2015 10.1039/C5NJ01569C

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Carbon Abouali 102 262 2016 10.1016/j.carbon.2016.02.055

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ChemistrySelect Xu 2 5189 2017 10.1002/slct.201700777

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Sci. Rep. Li 5 12903 2015 10.1038/srep12903

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J. Sol-Gel Sci. Technol. Xu 77 463 2016 10.1007/s10971-015-3876-0

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Ind. Eng. Chem. Res. Sun 51 9973 2012 10.1021/ie202706h

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Adv. Funct. Mater. Tang 22 1272 2012 10.1002/adfm.201102796

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J. Am. Chem. Soc. Wang 132 7472 2010 10.1021/ja102267j

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RSC Adv. Zu 7 10583 2017 10.1039/C6RA26566A

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ACS Appl. Mater. Interfaces Dong 9 17890 2017 10.1021/acsami.7b02693

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Chem. Eng. J. Trung 264 603 2015 10.1016/j.cej.2014.11.140

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J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. Rajendran 25 2 267 2015 10.1007/s10904-014-0102-4

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RSC Adv. Zhu 5 77958 2015 10.1039/C5RA14790E

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RSC Adv. Cheng 6 51356 2016 10.1039/C6RA04880C

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RSC Adv. Li 6 46548 2016 10.1039/C6RA04998B

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Sustainable Energy Fuels Xia 1 529 2017 10.1039/C6SE00085A

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Mater. Res. Bull. Wen 74 241 2016 10.1016/j.materresbull.2015.10.035

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Mater. Technol. Tan 29 A107 2014 10.1179/1753555714Y.0000000175

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J. Solid State Chem. Malak-Polaczyk 183 969 2010 10.1016/j.jssc.2010.02.015

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J. Solid State Electrochem. Mei 21 573 2017 10.1007/s10008-016-3392-3

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New J. Chem. De Adhikari 41 1704 2017 10.1039/C6NJ03580A

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Mater. Chem. Phys. Saravanakumar 170 266 2016 10.1016/j.matchemphys.2015.12.051

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J. Electroanal. Chem. Saravanakumar 758 111 2015 10.1016/j.jelechem.2015.10.031

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Electrochim. Acta Balasubramanian 186 285 2015 10.1016/j.electacta.2015.10.160

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Energy Technol. Ramadoss 3 913 2015 10.1002/ente.201500059

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J. Mater. Chem. A Wu 3 15692 2015 10.1039/C5TA02708J

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Powder Technol. Naderi 302 298 2016 10.1016/j.powtec.2016.08.054

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Electrochim. Acta Sun 215 483 2016 10.1016/j.electacta.2016.08.139

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Electrochim. Acta Li 190 566 2016 10.1016/j.electacta.2015.12.137

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Electrochim. Acta Ganganboina 245 912 2017 10.1016/j.electacta.2017.06.002

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Mater. Lett. Wu 198 114 2017 10.1016/j.matlet.2017.04.010

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Sci. Adv. Mater. Zhang 8 6 1248 2016 10.1166/sam.2016.2684

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RSC Adv. Das 6 107057 2016 10.1039/C6RA23665K

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Electrochem. Solid-State Lett. Kim 8 A369 2005 10.1149/1.1925067

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Electrochim. Acta Liu 54 7141 2009 10.1016/j.electacta.2009.07.044

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J. Alloys Compd. Leng 653 577 2015 10.1016/j.jallcom.2015.09.077

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RSC Adv. Hassan 7 11286 2017 10.1039/C6RA27415C

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J. Electroanal. Chem. Kim 760 64 2016 10.1016/j.jelechem.2015.12.001

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Phys. Chem. Chem. Phys. Zhou 13 14462 2011 10.1039/c1cp21917k

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Mater. Chem. Phys. Wang 130 672 2011 10.1016/j.matchemphys.2011.07.043

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Pawar 2015 Heterogeneous Nanocomposite-photocatalysis for Water Purification
J. Solid State Chem. Theerthagiri 252 43 2017 10.1016/j.jssc.2017.04.041

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RSC Adv. Upadhyay 4 3823 2014 10.1039/C3RA45013A

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Asian J. Chem. Ghosh 24 5419 2012

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Carbon Leary 49 741 2011 10.1016/j.carbon.2010.10.010

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Chem. Soc. Rev. Xiang 41 782 2012 10.1039/C1CS15172J

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Nanoscale Zhang 4 5792 2012 10.1039/c2nr31480k

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Curr. Org. Chem. Wang 18 1346 2014 10.2174/1385272819666140424214022

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Catalysts Truppi 7 100 2017 10.3390/catal7040100

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Mater. Res. Da Dalt 19 1372 2016 10.1590/1980-5373-mr-2016-0036

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RSC Adv. Cheng 7 15330 2017 10.1039/C7RA00546F

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Nano Res. Xu 10 2193 2017 10.1007/s12274-017-1453-2

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Appl. Catal. B: Environ. Wang 217 57 2017 10.1016/j.apcatb.2017.05.037

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Sci. Rep. Zhang 7 3128 2017 10.1038/s41598-017-03347-y

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Appl. Catal. B: Environ. Li 212 106 2017 10.1016/j.apcatb.2017.04.061

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Appl. Surf. Sci. Ding 357 1606 2015 10.1016/j.apsusc.2015.10.030

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RSC Adv. Cravanzola 6 59001 2016 10.1039/C6RA08633K

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RSC Adv. Zhang 6 60318 2016 10.1039/C6RA10923C

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J. Phys. Chem. C Zhang 120 13120 2016 10.1021/acs.jpcc.6b03767

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J. Hazard. Mater. Peng 309 173 2016 10.1016/j.jhazmat.2016.02.021

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Langmuir Li 30 8965 2014 10.1021/la502033t

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Sci. Rep. Ansari 7 43055 2017 10.1038/srep43055

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ACS Sustainable Chem. Eng. Wang 4 4055 2016 10.1021/acssuschemeng.6b01024

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Chem. Eng. J. Jo 289 306 2016 10.1016/j.cej.2015.12.080

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RSC Adv. Jo 6 10487 2016 10.1039/C5RA24676H

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Nanotechnology Saleh 21 2010 10.1088/0957-4484/21/49/495705

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Ultrason. Sonochem. Ahmad 21 761 2014 10.1016/j.ultsonch.2013.08.014

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J. Mater. Sci. Chen 45 953 2009 10.1007/s10853-009-4025-3

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J. Phys. Chem. C Luo 116 8111 2012 10.1021/jp2113329

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Physica E Zhang 56 251 2014 10.1016/j.physe.2013.09.020

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Ceram. Int. Xu 41 4007 2015 10.1016/j.ceramint.2014.11.086

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Appl. Catal. B: Environ. Pawar 144 57 2014 10.1016/j.apcatb.2013.06.022

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Dalton Trans. Sun 41 6756 2012 10.1039/c2dt12474b

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Curr. Appl. Phys. Pawar 16 101 2016 10.1016/j.cap.2015.11.002

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J. Mater. Chem. Li 21 3346 2011 10.1039/C0JM03253K

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Appl. Surf. Sci. Ahmad 274 273 2013 10.1016/j.apsusc.2013.03.035

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Appl. Surf. Sci. Ahmad 285 702 2013 10.1016/j.apsusc.2013.08.114

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J. Nanopart. Res. Chen 15 1295 2013 10.1007/s11051-012-1295-5

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J. Alloys Compd. Ahmad 577 717 2013 10.1016/j.jallcom.2013.06.137

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Mater. Res. Bull. Xu 48 2066 2013 10.1016/j.materresbull.2013.02.034

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Ceram. Int. Qin 41 4231 2015 10.1016/j.ceramint.2014.11.046

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New J. Chem. Kumar 40 5185 2016 10.1039/C5NJ03595C

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Nanoscale Res. Lett. Meng 6 459 2011 10.1186/1556-276X-6-459

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Dalton Trans. Huang 42 8606 2013 10.1039/c3dt00115f

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RSC Adv. Khan 6 20824 2016 10.1039/C5RA24575C

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J. Coll. Interface Sci. Saleh 362 337 2011 10.1016/j.jcis.2011.06.081

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RSC Adv. Farhadian 6 39063 2016 10.1039/C6RA04642H

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RSC Adv. Theerthagiri 4 38222 2014 10.1039/C4RA04266B

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J. Phys. Chem. Solids Cao 107 42 2017 10.1016/j.jpcs.2017.02.017

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Appl. Surf. Sci. Kadirova 402 444 2017 10.1016/j.apsusc.2017.01.131

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Ceram. Int. Li 43 16007 2017 10.1016/j.ceramint.2017.08.021

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Appl. Surf. Sci. Chen 420 669 2017 10.1016/j.apsusc.2017.05.099

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Nanotechnology Zhenyuan 24 2013
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Can. Res. Liu 68 6652 2008 10.1158/0008-5472.CAN-08-1468

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Angew. Chem. Int. Ed. Liu 48 7668 2009 10.1002/anie.200902612

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Biotechnol. Prog. Jin 23 32 2007 10.1021/bp060348j

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Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Kam 102 11600 2005 10.1073/pnas.0502680102

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Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Chakravarty 105 8697 2008 10.1073/pnas.0803557105

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Mater. Today Liu 14 316 2011 10.1016/S1369-7021(11)70161-4

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Biotech. Prog. Veetil 25 709 2009 10.1002/btpr.165

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Biomaterials Harrison 28 344 2007 10.1016/j.biomaterials.2006.07.044

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Science O'connell 297 593 2002 10.1126/science.1072631

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J. Am. Chem. Soc. Cherukuri 126 15638 2004 10.1021/ja0466311

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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