基于电化学方法原位增强离子特异性效应实现对界面两性聚电解质性质的调控

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本文通过QCM-D原位监测了具有不同交联密度的PEDOT在电压作用下的离子掺杂/去掺杂行为,同时在其上接枝聚合物刷观察其构象变化,为高分子表界面研究和离子特异性效应研究提供了一定思路。另外,因在金片上接枝聚合物刷时发现巯基乙胺(CS)对金的蚀刻反应,因此还对CS与金的蚀刻反应机制进行了探究。具体内容如下:1.将不同摩尔比例的EDOT和Br-EDOT电化学共聚得到了一系列PEDOT薄膜,探究了这些PEDOT薄膜在施加电压下在不同的离子强度和离子种类条件中离子掺杂/去掺杂的行为,发现主要表现为阳离子掺杂/去掺杂行为。推断该行为的原因是共聚的PEDOT发生了交联,导致大尺寸的阴离子的运动被束缚,从而无法自由进出。2.通过设计EDOT交联剂,验证了不同交联密度对PEDOT薄膜离子掺杂/去掺杂行为的影响,发现只有适当的交联密度才能取得更加良好的影响,包括更大的离子掺杂/去掺杂的程度以及更大的氧化还原稳定性。同时在PEDOT薄膜上接枝了聚两性电解质刷,探究了在施加电压的情况下离子掺杂/去掺杂行为。3.QCM-D原位监测研究了CS与金的蚀刻反应,蚀刻反应被证实为扩散控制,并显示出半阶反应动力学。通过实验证明,CS上完整的硫醇和氨基对于其对金的蚀刻能力都是至关重要的。施加的电位会影响电子转移,因此可用于调节金蚀刻。实验结果还表明,CS上硫醇和氨基之间的间隔基团上只有两个碳原子对优异的蚀刻能力非常关键。
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