聚合物-铁氧体混合薄膜用于控制电动力学特性

聚合物-水界面上的电动力学现象是水净化、离子分离和能源转换技术的核心，但系统性控制聚合物表面电荷及其相关电动力学过程的能力仍有限。本文展示了一种简单液相渗透 (LPI) 方法，用于合成可调界面特性的聚合物-金属氧化物混合薄膜。将羟基终端的 2-乙烯基吡啶聚合物 (P2VP-OH) 刷子接枝到硅亚表面后，用乙醇溶液渗透铁硝酸盐，然后进行低温热处理将渗透的前体转化为铁氧体。光谱 ellipsometry、X射线光电子能谱和热重分析确认了氧化物掺入和混合薄膜的形成，且未对聚合物造成降解。电动力学流动表征显示，混合薄膜获得渗透氧化物的电动力学特性，其浓度相关的流动电位和表面电导率与纯铁氧体薄膜高度吻合。这些结果建立了金属氧化物渗透作为控制聚合物表面界面电荷的可扩展且低成本策略。该方法为构建用于离子选择性、传输和能源转换的新型材料和设计参数，以及开发高级膜、电动力学能量收集装置和聚合物支撑氧化物电极提供了广泛的意义。