Self-Assembly of Alkanethiols on an Oxide-Free Surface of a Copper Electrode from Alkaline Solutions under Electrochemical Control

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using voltammetry and chronoamperometry, the formation process and properties of insulating nanofilms of alkanethiols with different chain lengths (butane-, octane-, dodecanethiol) obtained on an oxide-free copper surface were studied. The electrochemical method for modifying the copper surface includes the removal of the oxide layer by its cathodic reduction, the adsorption of a thiol under electrochemical control, followed by studying the properties of the resulting nanofilm by voltammetry in one solution. It is shown that, with this approach, a dense thiol film is formed, with its blocking properties depending on the adsorption potential, the time of contact of the electrode with the thiol-containing solution, the thiol concentration, and the presence of dissolved oxygen in the solution. The introduction of ethanol into an aqueous alkali solution leads to a significant acceleration of the process of self-assembly of dodecanethiol, but greatly inhibits the process of self-assembly of butanethiol. The approach proposed in this work makes it possible to use aerated low-concentration thiol-containing solutions to obtain alkanethiol films on the Cu surface with good blocking properties.

About the authors

S. N. Ovchinnikova

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ovchin@solid.nsc.ru
630128, Novosibirsk, Russia

T. P. Alexandrova

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State Technical University

Author for correspondence.
Email: taleks99@mail.ru
630128, Novosibirsk, Russia; 630073, Novosibirsk, Russia

References

  1. Love J.C., Estroff L.A., Kriebel J.K. et al. // Chem. Rev. 2005. V. 105. P. 1103.
  2. Petta J.R., Slater S.K., Ralph D.C. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 136601.
  3. Iost R.M., Crespilho F.N. // Biosens. Bioelectron. 2012. V. 31. P. 1.
  4. Newton L., Slater T., Clark N. et al. // J. Mater. Chem. C 2013. V. 1. P. 376.
  5. Devillers S., Hennart A., Delhalle J., Mekhalif Z. // Langmuir. 2011. V. 27. P. 14849.
  6. Hoerts P.G., Niskala J.R., Dai P. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. P. 9763.
  7. Laibinis P.E., Whitesides G.M. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114. P. 1990.
  8. Овчинникова С.Н. // Электрохимия. 2016. Т. 52. С. 301.
  9. Raya D.G., Madueno R., Blazquez M. et al. // Langmuir. 2010. V. 26. P. 11790.
  10. Muglari M.I., Erbe A., Chen Y. et al. // Electrochimica Acta. 2013. V. 90. P. 17.
  11. Byloos M., Al-Maznai H., Morin M. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 5900.
  12. Yang D.-F., Wilde C.P., Morin M. // Langmuir. 1997. V. 13. P. 243.
  13. Sadler J.E., Szumski D.S., Kierzkowska A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. P. 17987.
  14. Azzaroni O., Vela M.E., Fonticelli M. et al. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. P. 13446.
  15. Ovchinnikova S.N. // J. Sol. State Electrochem. 2020. V. 24. P. 987.
  16. Ovchinnikova S.N., Aleksandrova T.P. // Nanobiotechnology Reports. 2022. V. 17. P. 758.
  17. Volmer M., Stratmann M., Viefhaus H. // Surf. Interface Anal. 1990. V. 16. P. 278.
  18. Mekhalif Z., Riga J., Pireaux J-J. et al. // Langmuir. 1997. V. 13. P. 2285.
  19. Зелинский А.Г., Бек Р.Ю. // Электрохимия. 1985. Т. 21. С. 66.
  20. Ron H., Cohen H., Matlis S. et al. // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 102. P. 9861.
  21. Sinapi F., Lejeune I., Delhalle J. et al. // Electrochem. Acta. 2007. V. 52. P. 5182.
  22. Meticos-Hukovic M., Babic R., Petrovic Z. et al. // J. Electrochem. Soc. 2007. V 154. P. 138.
  23. Dilimon V.S., Denayer J., Delhalle J. et al. // Langmuir. 2012. V. 28. P. 6857.
  24. Fonder G., Volcke C., Csoka B. et al. // Electrochem. Acta. 2010. V. 55. P. 1557.
  25. Calderon C.A., Ojeda C., Macagno V.A. et al. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 3945.
  26. Jennings G., Munro J., Yong T. et al. // Langmuir. 1998. V. 14. P. 6130.
  27. Hosseinpour S., Magnus Johnson C., Leygard C. // J. Electrochem. Soc. 2013. V. 160. P. 270.
  28. Клетеник Ю.Б., Александрова Т.П. // ЖАХ. 1997. Т. 52. С. 752.
  29. Wu S., Chen Z., Qiu Y. et al. // J. Electrochem. Soc. 2012. V. 159. P. 277.
  30. Laiho T., Leiro J.A. // Appl. Surf. Sci. 2006. V. 252. P. 6304.
  31. Maho A., Denayer J., Delhalle J. et al. // Electrochim. Acta. 2011. V. 56. P. 3954.
  32. Salvarezza R.C., Carro P. // J. Electroanal. Chem. 2018. V. 819. P. 234.
  33. Kakiuchi T., Usui H., Hobara D. et al. // Langmuir. 2002. V. 18. P. 5231.
  34. Hatchett D., Uibel C.R., Stevenson K. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. P. 1062.
  35. Dai J., Li Z., Jin J. et al. // J. Electroanal. Chem. 2008. V. 624. P. 315.
  36. Mekhalif Z., Laffineur F., Couturier N. et al. // Langmuir. 2003. V. 19. P. 637.
  37. Никольский Б.П. Справочник химика. М.: Химия, 1965. 1006 с.
  38. Bowker M., Madix R. // J. Surf. Sci. 1982. V. 116. P. 549.
  39. Мурин В. И. и др. Технология переработки природного газа и конденсата. Справочник в 2 ч. М.: ООО “Недра-Бизнесцентр”, 2002. С. 517.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (95KB)
3.

Download (85KB)
4.

Download (64KB)
5.

Download (45KB)
6.

Download (101KB)
7.

Download (193KB)
8.

Download (126KB)

Copyright (c) 2023 С.Н. Овчинникова, Т.П. Александрова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».