本发明专利技术涉及一种重氮盐在基材至少一个表面形成厚层中的应用，本发明专利技术所用重氮盐具有如下结构式（I）：其中，R为一种在0和-1.5V阴极电势下以可逆形式电化学还原的基团；E为由至少一个含有5和6环之间的芳香环基团，其可选地含有至少一个优选为选自N、S、O或P的杂原子，并可选地被至少一个选自C1-C5烷基和卤素取代；R为1或2，m为1和5之间的、并包括1和5的整数，p为1和5之间的重视，B为补偿离子。本发明专利技术尤其适用于气体传感器领域。（I）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重氮盐在基材的至少一个表面上形成厚层的应用本专利技术涉及重氮盐在基材的至少一个表面上形成厚层的应用。本专利技术还涉及一种重氮盐，以及一种含有厚层的基材，所述厚层得至于所述重氮盐。最后，本专利技术还涉及一种用于检测和/或定量和/或分离气体和/或挥发性有机化合物的设备(VOCs)。环境污染在过去几十年里日益严重，挥发性有机化合物(VOCs)被认为是最近国内疾病的主要原因。实际上，它们能够引起并恶化特定健康状况，包括过敏性反应、哮喘、癌症和肺气肿。因此，发展有效的感应器，其能够直接检测大量气体和/或挥发性有机化合物(VOCs)是需要的，并且是具有很大吸引力的。D.James 等人的文章(Microchimica Acta 149, 1-17 (2005))描述了叫做“电子鼻”的系统，用于检测和分析气味，这些系统使用化学感应器，化学感应器是传感器，其将化学作用整合成为电信号，这些“电子鼻”被用在从食品工业至药物工业、并且还包括环境检测和工艺控制等领域的应用。这些气体感应器通过将分子键合到设备表面而起作用，键合通过一种或多种包括吸附、吸收或化学吸附的机理实现。考虑到强的键合力会导致差的可逆性，所述键合机理对于检测系统的选择性和可逆性有重要的意义。因此，弱键吸附的结果具有良好的可逆性，但是低的选择性。考虑到难以同时获得良好的选择性和良好的可逆性，一种折中方案是需要的。或者，对于一次性形式的传感器一次性应用，仅考虑良好的选择性，系统的可逆性是不需要的。一种气体传感器的种类是压电传感器组成，基于如下事实:特定的各向异性晶体，当它们被施加机械张力时，形成电偶极。有很多不同形式的压电传感器，例如:体声波(BAff)传感器，或表面声波(SAW)传感器，体声波(BAW)传感器包括石英晶体微天平(QCMs)，这些传感器是对物质变化非常敏感的传感器，这种敏感基于石英晶体的压电性能。该技术应用晶体共振频率的变化，来测量在表面上物质的存在，共振频率极度依赖于晶体质量的改变。石英晶体微天平(QCMs)—般包括连接石英的电极，所述电极运用变化的电流，变化的电流对晶体施力以使其以基础频率振动。但是，看上去，这些气体传感器受到湿度的影响，温度的变化也可能对晶体和其表面具有影响。A.McGill 等人的文章(Chemtech, 2004 年 9 月，27-37)，描述了表面声波(SAW)化学传感器，这些传感器被聚合物通过喷涂或浸溃覆盖，但是，这些方法不能够使小尺寸传感器选择的部分功能化。另外，该文章描述了特定的聚合物，例如聚硅氧烷，看上去，这类聚合物的一个缺陷涉及到聚硅氧烷在表面声波(SAW)设备上的弱的润湿性。一些其它气体检测设备使用的传感器，包括一对被有机物质聚合物覆盖的电极，例如，聚合物浸溃到电极上和电极之间，以在电极之间形成电连接。被使用的有机聚合物对气体的存在敏感，因为，气体吸附到聚合物表面，影响聚合物的电性能，结果，气体的存在可以通过监控诸如暴露于气体中的传感器的电阻或共振频率的变化被测试。实际上，这些技术引入了选择性化学物质的薄吸收层，以收 集包覆的传感器界面上的待测分子，所述选择性化学物质的层，允许直接检测气体和/或挥发性有机化合物(VOCs)。敏感聚合物的性质可以根据所期望的检测类型进行调整，例如，H.-K.Jun等人的文章(Sensors and Actuators B 96 (2003) 576-581)描述了导电聚合物的应用，如聚批咯、聚苯胺和聚噻吩，这些聚合物是通常被考虑的检测聚合物，因为它们检测气体的能力、以及它们在室温下理想的性能水平。但是这些传感器具有如下缺陷:具有非常脆弱的结构，以及容易被氧化。实际上，传感器的涂层通过化学氧化制备，该反应通常导致气体传感器导电表面的氧化以及失活。另外，这些导电聚合物在气体传感器表面被固定，没有建立共价键，这导致弱电阻有机膜。通常，根据所期望的有利的物理化学作用，倾向于分析物质吸附或吸收的层被选择。事实上，在传感器表面的层使得，在一方面实现分析物质或化合物族的特定识别以被检测，另一方面增加传感器的吸收能力、其敏感性和检测分辨率成为可能。通过对与分析物质(待检测气体化合物)作用的分子或化合物族的选择，特定识别被实现，所述作用通过化学官能团之间的反应进行。在此背景下，以共价键形式的作用结果能够带来高的特定识别。在另一方面，其不能够产生可逆识别以使传感器重新使用。因此，为了改善可逆作用，促成诸如氢键或范德华力形成的键等弱键(其能量低于100kJ/mol)是有利的。在目前，尤其是通过重氮盐形成具有厚度一般大于IOnm的层，是困难的。基于重氮盐还 原的有机层的电接枝，是一种优选的途径，以局部功能化，其可以在纳米电化学系统(NEMS)扫描技术下实施。电接枝的结果(层厚度、电势将被应用)基于与表面影响相关的物质的电学和空间位阻参数。重氮盐的电接枝是自限制过程，其使的形成小厚度的层是可能的。这是因为，由于重氮集团的还原导致能够通过接枝到电极表面或通过形成二聚物而迅速反应的芳烃基种类自由基的产生，从而使用重氮盐的电接枝常常导致层厚度至多为10nm。这样产生的层是绝缘的。当接枝发生时，电极活性表面降低，因为接枝区域变的钝化，并阻滞电子从形成区域的转移。一旦阻滞效应被实现，层的生长使不可能的，因为电子的转移被禁止。当其发生时，对于特定气体传感器，例如基于压电传感器的传感器，有得到厚度大于或等于10纳米的层的需要，这是因为被这些传感器记录的信号，即共振频率的变化，与传感器表面物质的变化成比例，后者与吸附进聚合物层的气体或VOC分子数成比例，因此，聚合物浸溃的体积越大，记录的信号越强。因此，浸溃厚聚合物层使如下情况成为可能: ——改善传感器的浓度分辨率， -改善其敏感性， —增加使用寿命(对于气体/聚合物界面可逆的情况)。本专利技术的目的是克服现有技术的问题，尤其是能够形成厚度大于IOnm的局部层，其通过使用重氮盐在导体或半导体材料制备基材的至少一个表面上电接枝形成。这使得增加气体敏感分子体积的增加成为可能，并因此使得增加传感器的吸收能力、即其使用寿命(对于可逆作用的情况)以及重复使用(对于可逆作用的情况)的可能性、以及其敏感性和检测分辨率成为可能。为了实现此影响，本专利技术方法使用重氮盐，其含有一个稳定的、并且在阴极电势下电活性的化学基团，以便增加重氮盐基聚合物浸溃体积。术语“电活性”倾向于指的是被电活性还原或氧化进行活化(氧化或还原)的能力，并且，适当情况下，其表现出活化的可逆性。术语“阴极电势”倾向于指的是一种电势，其相比于NHE (标准氢电极)，为从0至-1.5V，并优选为从0至-1.0V。这是因为闻电势的应用，可能破坏基材。因此，本专利技术提出了至少一种如下结构通式(I)所示化合物，在通过电接枝在导体或半导体材料制成的基材表面形成一个层中的应用:本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.01 FR 10034981.至少一种结构式I所示化合物的应用: [2-重氮-9- 二氰基亚芴基][B]，其中，B 为 PF6_ or BF4_， 用于通过电化学接枝在导体或半导体材料制成的基材的一个表面上形成层。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，至少一种非结构式I所示的重氮衍生物也被使用。3.根据权利要求2所述的应用，其中，所述非结构式I所示的重氮衍生物选自4-(十七氟-辛基)重氮苯四氟硼酸盐、4-(1，I, I, 3，3，3-六氟-2-羟丙-2-基)重氮苯四氟硼酸、和它们的混合物。4.一种基材，包括至少一个由导体或半导体材料制成的表面，在其表面上，9-二氰基亚芴基基团被接枝。5.一种用于检测和/或定量气体化合物和/或挥发性有机化合物(VOCs)的设备，其特征在于，其包括一个基材，所述基材包括至少一个由导体或半导体材料制成的表面，在其表面上，9-二氰基亚芴基基团被接枝。6.一种在基材的至少一个表面形成重氮盐层的方法，所述表面由导体或半导体材...
【专利技术属性】
技术研发人员：法比安·勒弗劳茨，穆里尔·马特隆，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，
类型：
国别省市：
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