Adsorption of short-chain thiols and disulfides onto gold under defined mass transport conditions: Coverage, kinetics, and mechanism

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 40, 2011, Pages 16080-16091

  Rouhana, Layal L ^a   Moussallem, Maroun D ^a   Schlenoff, Joseph B ^a  

^a FLORIDA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADDED SALT; ADSORPTION KINETICS; ADSORPTION RATES; ALKANETHIOLS; CLEAN SURFACES; CONFORMATIONAL TRANSITIONS; CONVECTIVE DIFFUSION; COUNTERIONS; HIGHLY SENSITIVE; LANGMUIR KINETICS; MONOLAYER FORMATION; REAL TIME; STANDING-UP; STEADY STATE; STERIC INTERACTIONS; SURFACE CONDUCTIVITY; THIOL ADSORPTION; TIME COURSE;

ELECTRIC CONDUCTIVITY; KINETICS; MONOLAYERS; PARAFFINS;

ADSORPTION;

ALKANE DERIVATIVE; DISULFIDE; GOLD; THIOL DERIVATIVE;

ADSORPTION; ARTICLE; CHEMICAL INTERACTION; CHEMICAL REACTION KINETICS; CONFORMATIONAL TRANSITION; DIFFUSION; HYDRATION; HYDRODYNAMICS; MASS; MONOLAYER CULTURE; STATIC ELECTRICITY; STEADY STATE; SURFACE PROPERTY;

EID: 80053537224     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja2041833     Document Type: Article

References (117)

1. Nuzzo, R. G.; Zegarski, B. R.; Dubois, L. H. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 733-740
2. Nuzzo, R. G.; Fusco, F. A.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 2358-2368
3. Bain, C. D.; Biebuyck, H. A.; Whitesides, G. M. Langmuir 1989, 5, 723-727
4. Nuzzo, R. G.; Dubois, L. H.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 558-569
5. Bryant, M. A.; Pemberton, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8284-8293
6. Li, Y. Z.; Huang, J. Y.; McIver, R. T.; Hemminger, J. C. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2428-2432
7. Biebuyck, H. A.; Whitesides, G. M. Langmuir 1993, 9, 1766-1770
8. Whitesides, G. M.; Laibinis, P. E. Langmuir 1990, 6, 87-96
9. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554
10. Love, J. C.; Estroff, L. A.; Kriebel, J. K.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 2005, 105, 1103-1169
11. Vericat, C.; Vela, M. E.; Salvarezza, R. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3258-3268
12. Kind, M.; Woell, C. Prog. Surf. Sci. 2009, 84, 230-278
13. Vericat, C.; Vela, M. E.; Benitez, G.; Carro, P.; Salvarezza, R. C. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1805-1834
14. Sondaghuethorst, J. A. M.; Schonenberger, C.; Fokkink, L. G. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6826-6834
15. Schessler, H. M.; Karpovich, D. S.; Blanchard, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9645-9651
16. Bensebaa, F.; Voicu, R.; Huron, L.; Ellis, T. H.; Kruus, E. Langmuir 1997, 13, 5335-5340
17. Nagahara, T.; Suemasu, T.; Aida, M.; Ishibashi, T.-A. Langmuir 2010, 26, 389-396
18. Buck, M.; Grunze, M.; Eisert, F.; Fischer, J.; Trager, F. J. Vac. Sci. Technol., A 1992, 10, 926-929
19. Houssiau, L.; Bertrand, P. Appl. Surf. Sci. 2001, 175-176, 399-406
20. Bieri, M.; Buergi, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 513-520
21. Martinez, L.; Carrascosa, L. G.; Huttel, Y.; Lechuga, L. M.; Roman, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 3301-3308
22. Valkenier, H.; Huisman, E. H.; van Hal, P. A.; de Leeuw, D. M.; Chiechi, R. C.; Hummelen, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4930-4939
23. Bain, C. D.; Troughton, E. B.; Tao, Y. T.; Evall, J.; Whitesides, G. M.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 321-335
24. Kim, Y. T.; McCarley, R. L.; Bard, A. J. Langmuir 1993, 9, 1941-1944
25. Garg, N.; Friedman, J. M.; Lee, T. R. Langmuir 2000, 16, 4266-4271
26. Hahner, G.; Woll, C.; Buck, M.; Grunze, M. Langmuir 1993, 9, 1955-1958
27. Peterlinz, K. A.; Georgiadis, R. Langmuir 1996, 12, 4731-4740
28. Schreiber, F. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, R881-R900
29. Karpovich, D. S.; Blanchard, G. J. Langmuir 1994, 10, 3315-3322
30. Pan, W.; Durning, C. J.; Turro, N. J. Langmuir 1996, 12, 4469-4473
31. Liao, S.; Shnidman, Y.; Ulman, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3688-3694
32. Shen, D. Z.; Huang, M. H.; Chow, L. M.; Yang, M. S. Sens. Actuators, B 2001, 77, 664-670
33. Bieri, M.; Buergi, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22476-22485
34. Patton, D.; Knoll, W.; Advincula, R. C. Macromol. Chem. Phys. 2011, 212, 485-497
35. Georgiadis, R.; Peterlinz, K. P.; Peterson, A. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3166-3173
36. Damos, F. S.; Luz, R. C. S.; Kubota, L. T. Langmuir 2005, 21, 602-609
37. Damos, F. S.; Luz, R. C. S.; Sabino, A. A.; Eberlin, M. N.; Pilli, R. A.; Kubota, L. T. J. Electroanal. Chem. 2007, 601, 181-193
38. Jiang, G. Q.; Deng, S. X.; Baba, A.; Huang, C. Y.; Advincula, R. C. Macromol. Chem. Phys. 2010, 211, 2562-2572
39. Zelenay, P.; Ricejackson, L. M.; Wieckowski, A. Langmuir 1990, 6, 974-979
40. Schlenoff, J. B.; Li, M.; Ly, H. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12528-12536
41. Rubini, R. Q. The use of thin film conductance and surface analysis to characterize the chemisorption of organic thiols and disulfides on metal surfaces. Ph.D. Dissertation, University of South Florida, Tampa, FL, 1993.
42. Zhang, Y.; Terrill, R. H.; Bohn, P. W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9969-9970
43. Zhang, Y. M.; Terrill, R. H.; Bohn, P. W. Anal. Chem. 1999, 71, 119-125
44. Fried, G. A.; Zhang, Y. M.; Bohn, P. W. Thin Solid Films 2001, 401, 171-178
45. Venkataramanan, M.; Pradeep, T. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 299-304
46. Venkataramanan, M.; Pradeep, T. Anal. Chem. 2000, 72, 5852-5856
47. Pugmire, D. L.; Tarlov, M. J.; van Zee, R. D.; Naciri, J. Langmuir 2003, 19, 3720-3726
48. Hung, D.; Liu, Z.; Shah, N.; Hao, Y. W.; Searson, P. C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3308-3313
49. Benitez, G.; Vericat, C.; Tanco, S.; Lenicov, F. R.; Castez, M. F.; Vela, A. E.; Salvarezza, R. C. Langmuir 2004, 20, 5030-5037
50. Mokrani, C.; Fatisson, J.; Guerente, L.; Labbe, P. Langmuir 2005, 21, 4400-4409
51. Saavedra, H. M.; Barbu, C. M.; Dameron, A. A.; Mullen, T. J.; Crespi, V. H.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10741-10746
52. Kazakeviciene, B.; Valincius, G.; Niaura, G.; Talaikyte, Z.; Kazemekaite, M.; Razumas, V.; Plausinaitis, D.; Teiserskiene, A.; Lisauskas, V. Langmuir 2007, 23, 4965-4971
53. Hohman, J. N.; Zhang, P. P.; Morin, E. I.; Han, P.; Kim, M.; Kurland, A. R.; McClanahan, P. D.; Balema, V. P.; Weiss, P. S. ACS Nano 2009, 3, 527-536
54. Kim, M.; Hohman, J. N.; Morin, E. I.; Daniel, T. A.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3895-3903
55. Biebuyck, H. A.; Bian, C. D.; Whitesides, G. M. Langmuir 1994, 10, 1825-1831
56. Jung, C.; Dannenberger, O.; Xu, Y.; Buck, M.; Grunze, M. Langmuir 1998, 14, 1103-1107
57. Dannenberger, O.; Buck, M.; Grunze, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2202-2213
58. Shon, Y.-S.; Lee, T. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8182-8191
59. Vanderah, D. J.; Walker, M. L.; Rocco, M. A.; Rubinson, K. A. Langmuir 2008, 24, 826-829
60. Walker, M. L.; Vanderah, D. J.; Rubinson, K. A. Colloids Surf., B 2011, 82, 450-455
61. Camillone, N. Langmuir 2004, 20, 1199-1206
62. Porter, M. D.; Bright, T. B.; Allara, D. L.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3559-3568
63. DeBono, R. F.; Loucks, G. D.; DellaManna, D.; Krull, U. J. Can. J. Chem. 1996, 74, 677-688
64. Dannenberger, O.; Wolff, J. J.; Buck, M. Langmuir 1998, 14, 4679-4682
65. Shao, H. B.; Yu, H. Z.; Cheng, G. J.; Zhang, H. L.; Liu, Z. F. Phys. Chem. Chem. Phys. 1998, 102, 111-117
66. Kang, J. F.; Zaccaro, J.; Ulman, A.; Myerson, A. Langmuir 2000, 16, 3791-3796
67. Jakubowicz, A.; Jia, H.; Wallace, R. M.; Gnade, B. E. Langmuir 2005, 21, 950-955
68. Campbell, C. J.; Fialkowski, M.; Bishop, K. J. M.; Grzybowski, B. A. Langmuir 2009, 25, 9-12
69. Henderson, A. P.; Seetohul, L. N.; Dean, A. K.; Russell, P.; Pruneanu, S.; Ali, Z. Langmuir 2009, 25, 931-938
70. Hu, K.; Bard, A. J. Langmuir 1998, 14, 4790-4794
71. Bellino, M. G.; Calvo, E. J.; Gordillo, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 424-428
72. Rooth, M.; Shaw, A. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15363-15369
73. Disley, D. M.; Cullen, D. C.; You, H. X.; Lowe, C. R. Biosens. Bioelectron. 1998, 13, 1213-1225
74. Mizutani, F.; Sato, Y.; Yabuki, S.; Sawaguchi, T.; Iijima, S. Electrochim. Acta 1999, 44, 3833-3838
75. Mashazi, P. N.; Ozoemena, K. I.; Maree, D. A.; Nyokong, T. Electrochim. Acta 2006, 51, 3489-3494
76. Dalmia, A.; Liu, C. C.; Savinell, R. F. J. Electroanal. Chem. 1997, 430, 205-214
77. Wang, Y.; Luo, J.; Chen, H.; He, Q.; Gan, N.; Li, T. Anal. Chim. Acta 2008, 625, 180-187
78. Chen, Y.; Guo, L.-R.; Chen, W.; Yang, X.-J.; Jin, B.; Zheng, L.-M.; Xia, X.-H. Bioelectrochemistry 2009, 75, 26-31
79. Zheng, M.; Chen, Y.; Zhou, Y. M.; Tang, Y. W.; Lu, T. H. Talanta 2010, 81, 1076-1080
80. Scodeller, P.; Carballo, R.; Szamocki, R.; Levin, L.; Forchiassin, F.; Calvo, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11132-11140
81. Rouhana, L. L.; Jaber, J. A.; Schlenoff, J. B. Langmuir 2007, 23, 12799-12801
82. Kolega, R. R.; Schlenoff, J. B. Langmuir 1998, 14, 5469-5478
83. Persson, B. N. J. Phys. Rev. B 1991, 44, 3277-3296
84. Worley, C. G.; Linton, R. W. J. Vac. Sci. Technol., A 1995, 13, 2281-2284
85. Zhang, Y.; Terrill, R. H.; Tanzer, T. A.; Bohn, P. W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2654-2655
86. Norrod, K. L.; Rowlen, K. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2656-2657
87. Zhang, Y.; Terrill, R. H.; Bohn, P. W. Chem. Mater. 1999, 11, 2191-2198
88. Mirsaleh-Kohan, N.; Bass, A. D.; Sanche, L. Langmuir 2010, 26, 6508-6514
89. Hoogvliet, J. C.; Dijksma, M.; Kamp, B.; van Bennekom, W. P. Anal. Chem. 2000, 72, 2016-2021
90. Weisshaar, D. E.; Lamp, B. D.; Porter, M. D. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5860-5862
91. Shi, X.; Caldwell, W. B.; Chen, K.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11598-9
92. Calvente, J. J.; Kovacova, Z.; Sanchez, M. D.; Andreu, R.; Fawcett, W. R. Langmuir 1996, 12, 5696-5703
93. Pesika, N. S.; Stebe, K. J.; Searson, P. C. Langmuir 2006, 22, 3474-3476
94. Strong, L.; Whitesides, G. M. Langmuir 1988, 4, 546-558
95. Chidsey, C. E. D.; Liu, G. Y.; Rowntree, P.; Scoles, G. J. Chem. Phys. 1989, 91, 4421-4423
96. Chidsey, C. E. D.; Loiacono, D. N. Langmuir 1990, 6, 682-691
97. Alves, C. A.; Smith, E. L.; Porter, M. D. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1222-1227
98. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical methods: Fundamentals and application, 2 nd ed.; John Wiley & Sons: New York, 2001.
99. Schlenoff, J. B.; Dharia, J. R.; Xu, H.; Wen, L. Q.; Li, M. Macromolecules 1995, 28, 4290-4295
100. Jung, L. S.; Campbell, C. T. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11168-11178
101. Jung, L. S.; Campbell, C. T. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5164-5167
102. Vette, K. J.; Orent, T. W.; Hoffman, D. K.; Hansen, R. S. J. Chem. Phys. 1974, 60, 4854-4861
103. Evans, S. D.; Urankar, E.; Ulman, A.; Ferris, N. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4121-4131
104. Meakin, P.; Jullien, R. Phys. A 1992, 187, 475-488
105. Evans, J. W. Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 1281-1329
106. Somorjai, G. A. Introduction to surface chemistry and catalysis, 1 st ed.; Wiley Inter-Science: New York, 1994.
107. Stranick, S. J.; Parikh, A. N.; Allara, D. L.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11136-11142
108. Mahaffy, R.; Bhatia, R.; Garrison, B. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 771-773
109. Imabayashi, S.; Hobara, D.; Kakiuchi, T. Langmuir 2001, 17, 2560-2563
110. Biener, M. M.; Biener, J.; Friend, C. M. Langmuir 2005, 21, 1668-1671
111. Cometto, F. P.; Paredes-Olivera, P.; Macagno, V. A.; Patrito, E. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21737-21748
112. Herzog, G.; Arrigan, D. W. M. Electroanalysis 2003, 15, 1302-1306
113. Herzog, G.; Arrigan, D. W. M. Anal. Chem. 2003, 75, 319-323
114. Russel, W. B.; Saville, D. A.; Schowalter, W. R. Colloidal dispersions, 1 st ed.; Cambridge University Press: Cambridge, 1989.
115. Calvente, J. J.; Lopez-Perez, G.; Jurado, J. M.; Andreu, R.; Molero, M.; Roldan, E. Langmuir 2010, 26, 2914-2923
116. Xu, S.; Laibinis, P. E.; Liu, G. Y. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9356-9361
117. Issa, Z. K.; Manke, C. W.; Jena, B. P.; Potoff, J. J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13249-13254