pH值诱导的胺端自组装单层的构象变化

《The Journal of Physical Chemistry C》：pH-Induced Conformational Change of Amine-Terminated Self-Assembled Monolayers

本文提出一种结合数值模拟与循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）的缺陷表征方法，用于分析聚晶金表面自组装单分子层（SAMs）。通过研究未 charged 的 ferrocenemethanol 在不同 pH 条件下的电化学响应，发现 SAMs 的透水性随 pH 升高呈现可逆变化，而缺陷覆盖率保持恒定。该变化归因于分子链的构象调整。

　　

本研究提出了一种用于表征沉积在多晶金表面的自组装单层（SAMs）中缺陷的方法。该方法结合了数值模拟与循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）测量技术，研究对象为无电荷的氧化还原物质——铁氰化甲醇（FcMeOH）。该方法应用于胺基修饰的SAMs，观察到其电化学响应随pH值的变化：在低pH值时几乎完全阻断电流，而在高pH值时电流有所泄漏。这种pH依赖性的变化是可逆的。基于我们扩展了Amatore等人（J. Electroanal. Chem. and Interfacial Electrochemistry 147, 39 (1983)）提出的部分阻塞电极分析模型的数值模型，我们确定了SAM的厚度及其缺陷覆盖率。11-氨基-1-十一烷硫醇盐酸盐（AUT）-SAM的电化学行为对pH值的依赖性归因于SAM内部分子链的构象变化，而缺陷覆盖率则基本保持恒定且可以忽略不计。