Investigating the quartz (101̄0)/water interface using classical and Ab initio molecular dynamics

Langmuir

Volumn 27, Issue 14, 2011, Pages 8700-8709

  Skelton, A A ^a   Wesolowski, D J ^b   Cummings, P T ^a,b  

^a VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS; ELECTRON DENSITIES; FORCE FIELDS; INTERFACIAL WATER; INTERFACIAL WATER STRUCTURE; NEAR-SURFACE; QUARTZ SURFACES; RADIAL DISTRIBUTION FUNCTIONS; SIMULATION METHODS; SURFACE HYDROXYL; SURFACE SILICA; X RAY REFLECTIVITY;

CARRIER CONCENTRATION; DISSOLUTION; DISTRIBUTION FUNCTIONS; ELECTRON DENSITY MEASUREMENT; HYDROGEN; MOLECULAR DYNAMICS; OXYGEN; QUARTZ; SURFACE STRUCTURE;

HYDROGEN BONDS;

SILICON DIOXIDE; WATER;

ARTICLE; CHEMISTRY; CONFORMATION; MOLECULAR DYNAMICS; QUANTUM THEORY; SURFACE PROPERTY;

MOLECULAR CONFORMATION; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; QUANTUM THEORY; QUARTZ; SURFACE PROPERTIES; WATER;

EID: 79960278348     PISSN: 07437463     EISSN: 15205827     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/la2005826     Document Type: Article

References (81)

1. Yang, X. S. Tectonophysics 2001, 330, 141-151
2. Newton, R. C.; Manning, C. E. Earth Planet. Sci. Lett. 2008, 274, 241-249
3. Koretsky, C. M.; Sverjensky, D. A.; Salisbury, J. W.; Daria, D. M. Geochim. Cosmochim. Acta 1997, 61, 2193-2210
4. Schulz, M. S.; White, A. F. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 337-350
5. Tamerler, C.; Kacar, T.; Sahin, D.; Fong, H.; Sarikaya, M. Mater. Sci. Eng. C 2007, 27, 558-564
6. Sano, K. I.; Sasaki, H.; Shiba, K. Langmuir 2005, 21, 3090-3095
7. Papakonstantinou, P.; Vainos, N. A.; Fotakis, C. Appl. Surf. Sci. 1999, 151, 159-170
8. Pinto, E. M.; Gouveia-Caridade, C.; Soares, D. M.; Brett, C. M. A. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 8084-8090
9. Dove, P. M.; Elston, S. F. Geochim. Cosmochim. Acta 1992, 56, 4147-4156
10. Dove, P. M. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 3715-3727
11. Dove, P. M. Am. J. Sci. 1994, 294, 665-712
12. Bickmore, B. R.; Wheeler, J. C.; Bates, B.; Nagy, K. L.; Eggett, D. L. Geochim. Cosmochim. Acta 2008, 72, 4521-4536
13. Dove, P. M.; Han, N. Z.; De Yoreo, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15357-15362
14. Pelmenschikov, A.; Strandh, H.; Pettersson, L.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5779-5783
15. Pelmenschikov, A.; Leszczynski, J.; Pettersson, L. G. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9528-9532
16. Criscenti, L. J.; Kubicki, J. D.; Brantley, S. L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 198-206
17. Xiao, Y. T.; Lasaga, A. C. Geochim. Cosmochim. Acta 1996, 60, 2283-2295
18. Xiao, Y. T.; Lasaga, A. C. Geochim. Cosmochim. Acta 1994, 58, 5379-5400
19. Nangia, S.; Garrison, B. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 2027-2033
20. Nangia, S.; Garrison, B. J. Mol. Phys. 2009, 107, 831-843
21. Zhuravlev, L. T. Colloids Surf., A 2000, 173, 1-38
22. Sneh, O.; George, S. M. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4639-4647
23. Leung, K.; Nielsen, I. M. B.; Criscenti, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18358-18365
24. Duval, Y.; Mielczarski, J. A.; Pokrovsky, O. S.; Mielczarski, E.; Ehrhardt, J. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2937-2945
25. Mori, T.; Kuroda, Y.; Yoshikawa, Y.; Nagao, M.; Kittaka, S. Langmuir 2002, 18, 1595-1603
26. Lorenz, C. D.; Crozier, P. S.; Anderson, J. A.; Travesset, A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 10222-10232
27. Fan, H.-F.; Li, F.; Zare, R. N.; Lin, K.-C. Anal. Chem. 2007, 79, 3654-3661
28. Vanbeest, B. W. H.; Kramer, G. J.; Vansanten, R. A. Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 1955-1958
29. Leung, K.; Rempe, S. B.; Lorenz, C. D. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 095504
30. Lorenz, C. D.; Travesset, A. Phys. Rev. E 2007, 75, 061202
31. Hassanali, A. A.; Singer, S. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11181-11193
32. Tsuneyuki, S.; Tsukada, M.; Aoki, H.; Matsui, Y. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 869-872
33. Argyris, D.; Cole, D. R.; Striolo, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19591-19600
34. de Leeuw, N. H.; Higgins, F. M.; Parker, S. C. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 1270-1277
35. Van Duin, A. C. T.; Strachan, A.; Stewman, S.; Zhang, Q. S.; Xu, X.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3803-3811
36. Fogarty, J. C.; Aktulga, H. M.; Grama, A. Y.; van Duin, A. C. T.; Pandit, S. A. J. Chem. Phys. 2010, 132, 174704
37. Argyris, D.; Cole, D. R.; Striolo, A. Langmuir 2009, 25, 8025-8035
38. Argyris, D.; Tummala, N. R.; Striolo, A.; Cole, D. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13587-13599
39. Ostroverkhov, V.; Waychunas, G. A.; Shen, Y. R. Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 144-148
40. Ostroverkhov, V.; Waychunas, G.; Shen, Y. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 144-148
41. Shen, Y. R.; Ostroverkhov, V. Chem. Rev. 2006, 106, 1140-1154
42. Ong, S. W.; Zhao, X. L.; Eisenthal, K. B. Chem. Phys. Lett. 1992, 191, 327-335
43. Du, Q.; Freysz, E.; Shen, Y. R. Science 1994, 264, 826-828
44. Du, Q.; Freysz, E.; Shen, Y. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 238-241
45. Lopes, P. E. M.; Murashov, V.; Tazi, M.; Demchuk, E.; MacKerell, A. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2782-2792
46. Notman, R.; Walsh, T. R. Langmuir 2009, 25, 1638-1644
47. Cygan, R. T.; Liang, J. J.; Kalinichev, A. G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 1255-1266
48. Lockwood, G. K.; Garofalini, S. H. J. Chem. Phys. 2009, 131, 074703
49. Argyris, D.; Cole, D. R.; Striolo, A. ACS Nano 2010, 4, 2035-2042
50. Ho, T. A.; Argyris, D.; Papavassiliou, D. V.; Striolo, A.; Lee, L. L.; Cole, D. R. Mol. Simul. 2011, 37, 172-195
51. Schlegel, M. L.; Nagy, K. L.; Fenter, P.; Sturchio, N. C. Geochim. Cosmochim. Acta 2002, 66, 3037-3054
52. Gratz, A.; Bird, P. Geochim. Cosmochim. Acta 1993, 57, 977-989
53. Gratz, A. J.; Manne, S.; Hansma, P. K. Science 1991, 251, 1343-1346
54. Pelmenschikov, A.; Strandh, H.; Pettersson, L. G. M.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5779
55. Pelmenschikov, A.; Leszczynski, J.; Pettersson, L. G. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9528
56. Adeagbo, W. A.; Doltsinis, N. L.; Klevakina, K.; Renner, J. Chem. Phys. Chem. 2008, 9, 994
57. Nangia, S.; Garrison, B. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9538-9546
58. Vlcek, L.; Zhang, Z.; Machesky, M. L.; Fenter, P.; Rosenqvist, J.; Wesolowski, D. J.; Anovitz, L. M.; Predota, M.; Cummings, P. T. Langmuir 2007, 23, 4925-4937
59. Predota, M.; Bandura, A.; Cummings, P.; Kubicki, J.; Wesolowski, D.; Chialvo, A.; Machesky, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12049-12060
60. Predota, M.; Zhang, Z.; Fenter, P.; Wesolowski, D.; Cummings, P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12061-12072
61. Zhang, Z.; Fenter, P.; Cheng, L.; Sturchio, N. C.; Bedzyk, M. J.; Predota, M.; Bandura, A.; Kubicki, J. D.; Lvov, S. N.; Cummings, P. T.; Chialvo, A. A.; Ridley, M. K.; Benezeth, P.; Anovitz, L.; Palmer, D. A.; Machesky, M. L.; Wesolowski, D. J. Langmuir 2004, 20, 4954-4969
62. Skelton, A. A.; Walsh, T. R. Mol. Simul. 2007, 33, 379-389
63. Skelton, A. A.; Fenter, P.; Kubicki, J. D.; Wesolowski, D. J.; Cummings, P. T. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2076-2088
64. Skelton, A. A.; Kubicki, J. D.; Fenter, P.; Van Duin, A. C. T.; Wesolowski, D. J.; Cummings, P. T. Geochim. Cosmochim. Acta 2010, 74, A969
65. Fenter, P.; Lee, S. S.; Skelton, A. A.; Cummings, P. T. J. Synchrot. Radiat. 2011, 18, 257-265
66. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
67. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
68. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
69. A., Y. R.; B., P. Acta Crystallogr. 1962, 15, 337
70. Adeagbo, W. A.; Doltsinis, N. L.; Klevakina, K.; Renner, J. ChemPhysChem 2008, 9, 994-1002
71. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192
72. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. Intermolecular Forces; Pullman, B., Ed.; Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1981.
73. Mark, P.; Nilsson, L. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9954-9960
74. Hockney, R. W.; Eastwood, J. W. As a Simple Demonstration of the Possible Advantage of the Computer Simulation Using Particles; IOP Publishing Ltd: Bristol, England, 1988.
75. Bandura, A. V.; Kubicki, J. D.; Sofo, J. O. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5756-5766
76. Demichelis, R.; Civalleri, B.; Ferrabone, M.; Dovesi, R. Int. J. Quantum Chem. 2010, 110, 406-415
77. Mahadevan, T. S.; Garofalini, S. H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 1507-1515
78. Mahadevan, T. S.; Garofalini, S. H. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 8919-8927
79. Ma, Y. C.; Foster, A. S.; Nieminen, R. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144709.
80. Boese, A. D.; Martin, J. M. L.; Klopper, W. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 11122-11133
81. Rustad, J.; Felmy, A.; Rosso, K.; Bylaska, E. Am. Mineral. 2003, 88, 436-449