[发明专利]一维有机纳米材料的化学自掺杂在化学电阻感测气体或蒸气中的高电导率应用

权利要求书

1.一种用于检测目标蒸气的化学电阻蒸气传感器化合物，包括根据结构I的苝-四羧酸二酰亚胺(PTCDI)核心：

其中R为形态控制基团或-A'-D'，A和A'独立地为连接基团，D和D'独立地为强电子供体，其将足以形成所述PTCDI核心的阴离子PTCDI自由基的电子转移到所述PTCDI核心，并且R1至R8独立地为侧基。

2.根据权利要求1所述的化学电阻传感器化合物，其中R为直链C₂-C₁₈烷基或支链C₈-C₅₀烷基基团。

3.根据权利要求1所述的化学电阻传感器化合物，其中A、A'或两者是基于碳的连接基团。

4.根据权利要求1所述的化学电阻传感器化合物，其中A、A'或两者包括C₁-C₈亚烷基基团、C₃-C₈亚环烷基基团和亚苯基基团中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的化学电阻传感器化合物，其中通过碳-碳单键长度测量，A、A'或两者的长度为0.8nm至2nm或另选地为5个碳至12个碳。

6.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中D、D'或两者产生ΔG<0以形成所述阴离子PTCDI自由基。

7.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中D、D'或两者包括以下项中的至少一者：

其中R’-R₁₄’为不会消除D和D'的供电子能力的取代基团，并且其中所述R’-R₁₄’独立地选自由以下项组成的组：氢、C₁-C₅烷基基团、C₁-C₅烷基醚基团、C6-C9苯基基团以及它们的组合。

8.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中D、D'或两者包括以下项中的至少一者：

，

其中R”-R₅”为不会消除D和D’的供电子能力的取代基团，并且选自由以下项组成的组：氢、C₁-C₅烷基基团、C₁-C₅烷基醚基团、C₆-C₉苯基基团以及它们的组合。

9.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中-A-D、-A’-D’或两者包括从而形成1-甲基哌啶取代的苝-四羧酸二酰亚胺(MP-PTCDI)。

10.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中R₁-R₈独立地为氢、C₁-C₈烷基基团或它们的组合。

11.根据权利要求1所述的化学电阻蒸气传感器化合物，其中所述电子转移从一种化学电阻蒸气传感器化合物的电子供体部分发生到另一种化学电阻蒸气传感器化合物的PTCDI部分，从而在不存在光激发的情况下产生PTCDI的阴离子自由基。

12.一种用于检测目标化合物的化学电阻蒸气传感器，所述传感器包括：

a.由权利要求1所述的化学电阻传感器化合物形成的纳米纤维的组件；以及

b.围绕所述纳米纤维的组件可操作地取向的一对电极，以允许电流从所述电极对中的第一电极通过所述纳米纤维的组件传递到所述电极对中的第二电极。

13.根据权利要求12所述的化学电阻蒸气传感器，其中所述纳米纤维是通过柱状π-π堆叠自组装的纳米带。