The exceptional conducting nature of graphene makes it a viable candidate for enhancing the effectiveness of photocatalytic and biomedical nanomaterials. Herein, the immobilization of monodispersed silicon dioxide (SiO2) nanoparticles on multiple graphene layers is demonstrated for intercalation of graphene nanoplatelets. Interestingly, the addition of graphene nanoplatelets with SiO2 nanoparticles enhances the photocatalytic efficiency from 46% to 99%. For biomedical applications, it is found that 75% of Gram positive and 50% of Gram negative bacteria have been killed; hence, bacterial proliferation is significantly restricted. Further, the cytotoxicity study reveals that the synthesised nanocomposites are non-toxic for both normal (human corneal epithelial cells) and cancerous (MCF-7, HEp-2) cell lines which signify their potential as carriers for drug delivery. The prepared nanocomposites with a controlled amount of carbon in the form of graphene can be employed for photocatalysis based waste water remediation, biomedicine, and nanodrug delivery.

1.
A.
Hameed
,
Z.
Shafiq
,
M.
Yaqub
,
M.
Hussain
,
M. A.
Hussain
,
M.
Afzal
,
M. N.
Tahir
, and
M. M.
Naseer
,
New J. Chem.
39
,
9351
9357
(
2015
).
2.
L.
Zhao
,
H.
Wang
,
K.
Huo
,
L.
Cui
,
W.
Zhang
,
H.
Ni
,
Y.
Zhang
,
Z.
Wu
, and
P. K.
Chu
,
Biomaterials
32
,
5706
5716
(
2011
).
3.
M.
Zhang
,
K.
Zhang
,
B. D.
Gusseme
, and
W.
Verstraete
,
Water Res.
46
,
2077
2087
(
2012
).
4.
P.
Prombutara
,
Y.
Kulwatthanasal
,
N.
Supaka
,
I.
Sramala
, and
S.
Chareonpornwattana
,
Food Control
24
,
184
19
(
2012
).
5.
L.
Cheng
,
M. D.
Weir
,
H. H. K.
Xu
,
J. M.
Antonucci
,
A. M.
Kraigsley
,
N. J.
Lin
,
S.
Lin-Gibson
, and
X.
Zhou
,
Dent. Mater.
28
,
561
572
(
2012
).
6.
F.
Anam
,
A.
Abbas
,
K.
Mun Lo
,
Z.
Rehman
,
S.
Hameed
, and
M. M.
Naseer
,
New J. Chem.
38
,
5617
5625
(
2014
).
7.
Kenry
,
P. K.
Chaudhuri
,
K. P.
Loh
, and
C. T.
Lim
,
ACS Nano
10
,
3424
3434
(
2016
).
8.
H. R.
Jafry
,
M. V.
Liga
,
Q.
Li
, and
A. R.
Barron
,
Environ. Sci. Technol.
45
,
1563
1568
(
2011
).
9.
B.
Czech
and
W.
Buda
,
Environ. Res.
137
,
176
184
(
2015
).
10.
T.
Kavitha
,
A. I.
Gopalan
,
K. P.
Lee
, and
S. Y.
Park
,
Carbon
50
,
2994
3000
(
2012
).
11.
Y.
Li
,
W.
Zhang
,
J.
Niu
, and
Y.
Chen
,
ACS Nano
6
,
5164
5173
(
2012
).
12.
G. A.
Seisenbaeva
,
M. P.
Moloney
,
R.
Tekoriute
,
A. H.
Dessources
,
J. M.
Nedelec
,
Y. K.
Gun'ko
, and
V. G.
Kessler
,
Langmuir
26
,
9809
9817
(
2010
).
13.
A.
Popat
,
S. B.
Hartono
,
F.
Stahr
,
J.
Liu
,
S. Z.
Qiao
, and
G. Q. M.
Lu
,
Nanoscale
3
,
2801
2818
(
2011
).
14.
X.
Yang
,
Z.
Shen
,
B.
Zhang
,
J.
Yang
,
W. X.
Hong
,
Z.
Zhuang
, and
J.
Liu
,
Chemosphere
90
,
653
659
(
2013
).
15.
R. D. C.
Solatani
,
A. R.
Khataee
,
M.
Safari
, and
S. W.
Joo
,
Int. Biodeterior. Biodegrad.
85
,
383
391
(
2013
).
16.
X.
Li
,
J.
Zhang
, and
H.
Gu
,
Langmuir
10
,
6099
6106
(
2011
).
17.
B.
Bharti
,
J.
Meissner
, and
G. H.
Findenegg
,
Langmuir
27
,
9823
9833
(
2011
).
18.
Y.
Badr
,
M. G. A. E.
Wahed
, and
M. A.
Mahmoud
,
J. Hazard Mater.
154
,
245
253
(
2008
).
19.
Y.
Badr
and
M. A.
Mahmoud
,
J. Phys. Chem. Solids
68
,
413
419
(
2007
).
20.
L. F. D.
Oliveira
,
K.
Bouchmella
,
K. D. A.
Gonçalves
,
J.
Bettini
,
J.
Kobarg
, and
M. B.
Cardoso
,
Langmuir
32
,
3217
3225
(
2016
).
21.
B.
Xu
,
Y.
Ju
,
Y.
Cui
,
G.
Song
,
Y.
Iwase
,
A.
Hosoi
, and
Y.
Morita
,
Langmuir
30
,
7789
7797
(
2014
).
22.
C.
Giménez
,
C. D.
Torre
,
M.
Gorbe
,
E.
Aznar
,
F.
Sancenón
,
J. R.
Murguía
,
R.
Martínez-Máñez
,
M. D.
Marcos
, and
P.
Amorós
,
Langmuir
31
,
3753
3762
(
2015
).
23.
X.
Li
,
S.
Yang
,
J.
Sun
,
P.
He
,
X.
Xu
, and
G.
Ding
,
Carbon
78
,
38
48
(
2014
).
24.
G.
Jiang
,
Z.
Lin
,
C.
Chen
,
L.
Zhu
,
Q.
Chang
,
N.
Wang
,
W.
Weia
, and
H.
Tang
,
Carbon
49
,
2693
2701
(
2011
).
25.
V.
Kumara
,
N.
Bahadur
,
D.
Sachdeva
,
S.
Guptaa
,
G. B.
Reddyb
, and
R.
Pasricha
,
Carbon
80
,
290
2304
(
2014
).
26.
N. O.
Ramoraswi
and
P. G.
Ndungu
,
Nanoscale Res. Lett.
10
,
427
443
(
2015
).
27.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva1
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
669
(
2004
).
28.
N. A. H.
Castro
,
F.
Guinea
,
N. M. R.
Peres
,
K. S.
Novoselov
, and
A. K.
Geim
,
Rev. Mod. Phys.
81
,
109
162
(
2009
).
29.
C. N. R.
Rao
,
A. K.
Sood
,
K. S.
Subrahmanyam
, and
A.
Govindaraj
,
Angew. Chem. Int. Ed.
48
,
7752
7777
(
2009
).
30.
A. K.
Geim
and
K. S.
Novoselov
,
Nat. Mater.
6
,
183
191
(
2007
).
31.
R.
Muszynski
,
B.
Seger
, and
P. V.
Kamat
,
J. Phys. Chem. C
112
,
5263
5266
(
2008
).
32.
Y. Y.
Wen
,
H. M.
Ding
, and
Y. K.
Shan
,
Nanoscale
3
,
4411
4417
(
2011
).
33.
H.
Seema
,
K. C.
Kemp
,
V.
Chandra
, and
K. S.
Kim
,
Nanotechnology
23
,
355705
355712
(
2012
).
34.
S.
Stankovich
,
D. A.
Dikin
,
G. H. B.
Dommett
,
K. M.
Kohlhaas
,
E. J.
Zimney
,
E. A.
Stach
,
R. D.
Piner
,
S. T.
Nguyen
, and
R. S.
Ruoff
,
Nature
442
,
282
286
(
2006
).
35.
T. S.
Sreeprasad
,
S. M.
Maliyekkal
,
K. P.
Lisha
, and
T.
Pradeep
,
J. Hazard. Mater.
186
,
921
931
(
2011
).
36.
C.
Xu
,
X.
Wang
, and
J.
Zhu
,
J. Phys. Chem. C
112
,
19841
19845
(
2008
).
37.
A.
Arshad
,
J.
Iqbal
,
M.
Siddiq
,
Q.
Mansoor
,
M.
Ismail
,
F.
Mehmood
,
M.
Ajmal
, and
Z.
Abid
,
J. Appl. Phys.
121
,
024901
(
2017
).
38.
Y.
Gao
,
X.
Pu
,
D.
Zhang
,
G.
Ding
,
X.
Shao
, and
J.
Ma
,
Carbon
50
,
4093
4101
(
2012
).
39.
S. C.
Smith
and
D. F.
Rodrigues
,
Carbon
91
,
122
143
(
2015
);
X.
Liang
,
S.
Liu
,
X.
Song
,
Y.
Zhu
, and
S.
Jiang
,
Analyst
137
,
5237
5244
(
2012
).
[PubMed]
40.
H. M.
Hegab
,
A. E.
Mekawy
,
L.
Zou
,
D.
Mulcahya
,
C. P.
Saint
, and
M. G.
Markovic
,
Carbon
105
,
362
376
(
2016
).
41.
L.
Yang
,
L.
Wang
,
M.
Xing
,
J.
Lei
, and
J.
Zhang
,
Appl. Catal., B
180
,
106
112
(
2016
).
42.
X.
Tu
,
L.
Wang
,
Y.
Cao
,
Y.
Ma
,
H.
Shen
,
M.
Zhang
, and
Z.
Zhang
,
Carbon
97
,
35
44
(
2016
).
43.
C. W.
Lee
,
K. C.
Roh
, and
K. B.
Kim
,
Nanoscale
5
,
9604
9608
(
2013
).
44.
Z. M.
Wang
,
W.
Wang
,
N.
Coombs
,
N.
Soheilnia
, and
G. A.
Ozin
,
ACS Nano
4
,
7437
7450
(
2010
).
45.
S.
Watcharotone
,
D. Z.
Dikin
,
S.
Stankovich
,
R.
Piner
,
I.
Jung
,
G. H. B.
Dommett
,
G.
Evmenenko
,
S. E.
Wu
,
S. F.
Chen
,
C. P.
Liu
,
S. T.
Nguyen
, and
R. S.
Ruoff
,
Nano Lett.
7
,
1888
1892
(
2007
).
46.
D.
Yin
,
B.
Liu
,
L.
Zhang
, and
M.
Wu
,
J. Biomed. Nanotechnol.
8
,
458
464
(
2012
).
47.
L.
Kou
and
C.
Gao
,
Nanoscale
3
,
519
528
(
2011
).
48.
N. D.
Singho
and
M. R.
Johan
,
Int. J. Electrochem. Sci.
7
,
5604
5615
(
2012
).
49.
B.
Zhao
,
J.
Song
,
P.
Liu P
,
W.
Xu
,
T.
Fang
,
Z.
Jiao
,
H.
Zhang
, and
Y.
Jaing
,
J. Mater. Chem.
21
,
18792
18798
(
2011
).
50.
T.
Tsukamoto
,
K.
Yamazaki
,
H.
Komurasaki
, and
T.
Ogino
,
J. Phys. Chem. C
116
,
4732
4737
(
2012
).
51.
A. C.
Ferrari
,
J. C.
Meyer
,
V.
Scardasi
,
M.
Lazzeri
,
F.
Mauri
,
S.
Piscanec
,
D.
Jiang
,
K. S.
Novoselov
,
S.
Roth
, and
A. K.
Geim
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
187401
187404
(
2006
).
52.
A. K.
Rai
,
J.
Gim
,
L. T.
Anh
, and
J.
Kim
, “
Partially reduced Co3O4/graphene nanocomposite as an anode material for secondary lithium ion battery
,”
Electrochim. Acta
100
,
63
71
(
2013
).
53.
M.
Jafarzadeh
,
I. A.
Rahman
, and
C. S.
Sipaut
,
Ceram. Int.
36
,
333
338
(
2010
).
54.
I. A.
Rahman
,
P.
Vejayakumaran
,
C. S.
Sipaut
,
J.
Ismail
, and
C. K.
Chee
,
Mater. Chem. Phys.
114
,
328
332
(
2009
).
55.
X.
An
,
J. C.
Yu
,
Y.
Wang
,
Y.
Hu
,
X.
Yu
, and
G.
Zhang
,
J. Mater. Chem.
22
,
8525
8531
(
2012
).
56.
K. V.
Kumar
,
K.
Porkodi
, and
F.
Rocha
,
Catal. Commun.
9
,
82
84
(
2008
).
57.
W.
Hu
,
C.
Peng
,
W.
Luo
,
M.
Lv
,
X.
Li
,
D.
Li
,
Q.
Huang
, and
C.
Fan
,
ACS Nano
4
,
4317
4323
(
2010
).
58.
S.
Liu
,
T. H.
Zeng
,
M.
Hofmann
,
E.
Burcombe
,
J.
Wei
,
R.
Jiang
,
J.
Kong
, and
Y.
Chen
,
ACS Nano
5
,
6971
6980
(
2011
).
59.
L.
Dellieu
,
E.
Lawarée
,
N.
Reckinger
,
C.
Didembourg
,
J. J.
Letesson
,
M.
Sarrazin
,
O.
Deparis
,
J. Y.
Matrouleb
, and
J. F.
Colomer
,
Carbon
84
,
310
316
(
2015
).
60.
E.
Nakamura
and
H.
Isobe
,
Acc. Chem. Res.
36
,
807
815
(
2003
).
61.
B.
Sitharaman
and
L. J.
Wilson
,
J. Biomed. Nanotechnol.
3
,
342
352
(
2007
).
62.
L.
Lacerda
,
A.
Bianco
,
M.
Prato
, and
K.
Kostarelos
,
Adv. Drug Delivery Rev.
58
,
1460
1470
(
2006
).
63.
Z.
Liu
,
S.
Tabakman
,
K.
Welsher
, and
H.
Dai
,
Nano Res.
2
,
85
120
(
2009
).
64.
O.
Akhavan
and
E.
Ghaderi
,
ACS Nano
4
,
5731
5736
(
2010
).
65.
Y. B.
Zhang
,
S. F.
Ali
,
E.
Dervishi
,
Y.
Xu
,
Z. R.
Li
,
D.
Casciano
, and
A. S.
Biris
,
ACS Nano
4
,
3181
3186
(
2010
).
66.
J.
Li
,
G.
Wang
,
W.
Zhu
,
M.
Zhang
,
X.
Zheng
,
Z.
Di
,
X.
Li
, and
X.
Wang
,
Sci. Rep.
4
,
4359
(
2014
).
67.
H. W.
Harris
,
M. Y.
El-Naggar
,
O.
Bretschger
,
M. J.
Ward
,
M. F.
Romine
,
A.
Obraztsova
, and
K. H.
Nealson
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
107
,
326
331
(
2010
).
68.
J. K.
Krishnamoorthy
,
M.
Veerapandian
,
L. H.
Zhang
,
K.
Yun
, and
S. J.
Kim
,
J. Phys. Chem. C
116
,
17280
17287
(
2012
).
69.
A. M.
Jastrzębska
,
P.
Kurtycz
, and
A. R.
Olszyna
,
J. Nanopart. Res.
14
,
1320
41
(
2012
).
70.
Y.
Wang
,
K.
Wang
,
J.
Zhao
,
X.
Liu
,
J.
Bu
,
X.
Yan
, and
R.
Huang
,
J. Am. Chem. Soc.
135
,
4799
4804
(
2013
).
71.
L.
Zhou
,
L.
Zhou
,
X.
Ge
,
J.
Zhou
,
S.
Wei
, and
J.
Shen
,
Chem. Commun.
51
,
421
424
(
2015
).
You do not currently have access to this content.