导电聚合物遇水不再“失效” ！中科院化学所AM：实现超低电压下电化学产生活性羟基自由基

本文针对导电聚合物在水环境中易失活以及传统电催化水氧化能耗高的问题，提出了一种基于聚(芴-alt-噻吩并吡嗪)（PFTP）与部分氧化铜片集成电极的电化学系统，实现了在超低电压（0.4 V vs Ag/AgCl）下可控产生羟基自由基（·OH）。研究背景是导电聚合物在干燥环境下性能优异，但在水性环境中因水分子猝灭电子/空穴而性能下降，限制了其在生物医学和水处理等领域的应用。研究目的是开发一种低能耗、高效的原位活性氧生成策略。实验结果表明，铜片表面的氧化亚铜层与PFTP中的硫原子通过弱界面相互作用，将聚合物的最高占据分子轨道能级从-5.97 eV下移至-6.40 eV，使其氧化电位提升至1.70 V，热力学上满足了水氧化为·OH的要求。该体系在0.6 V电压下对大肠杆菌生物被膜的杀灭率达99%。结论指出，该研究开辟了利用弱界面相互作用调控导电聚合物能级的新途径，为导电聚合物在水环境中的抗生物污损应用提供了节能高效的解决方案。