单环芳香族化合物及其它污染物的纳米多孔检测器的制作方法

专利名称：单环芳香族化合物及其它污染物的纳米多孔检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及单环芳香族化合物及其它化合物(醛、链烷烃、羧酸和酮)的纳米多孔检测器及其用途。
背景技术：
单环芳香族化合物大部分为有毒的大气污染物，且对于苯来说，其还是致癌物。单环芳香族化合物存在于多种环境中，例如在石油化工工业中、在化学工业(溶剂的使用) 中、在靠近工厂的环境中、在职业环境(研究实验室、分析实验室等)中、在汽车燃料中和在周围空气(燃料的蒸发、化石能源的不完全燃烧、吸烟、家居保养产品或自制产品的使用) 中。为了监测污染大气中的大气污染物或监视直接暴露于这些化合物的工人，有必要检测并定量最易挥发的芳香族产物，这些芳香族产物通常被称为BTEXM(苯、甲苯、乙苯、二甲苯(邻位、间位或对位)、三甲基(1，2，3、1，2，4和1，3，5)苯)。单环芳香烃(MAH)的测量通常在周围空气和室内空气中进行这些测量分成两个独立的步骤进行采样和然后分析。在工作场所，进行两种类型的测量工作人员个人的暴露或固定工作地点周围环境的测量。采样可以是主动行的 (通过覆盖有固定相的二氧化硅筒(cartridge)抽取空气)或被动进行的(经过相同的筒扩散而不抽吸)。在两种情况下，随后在实验室中进行分析。对于随后进行原位分析的采样，存在连续的分析仪器。可以提及的是便携式自动运行(采样、浓缩、分析)微量色谱仪。但是它们体积较大，并且需要使用各种气体，对于 FID检测器(火焰离子化检测器)使用氮气、空气和氢气，或者对于PID检测器(光离子化检测器)使用氮气，后者限于低于300ppbv (十亿分之一体积)的浓度。为满足直接测量检测器的需要，许多研究人员致力于开发具有良好选择性的用于 BTEXM的化学传感器。由于单环芳烃实质上是非极性的(偶极矩为0至0. 3德拜)，这给寻找用于这些化合物的特异性示踪分子带来了困难。因此BTEXMs仅可经短程静电力或扩散力与其它分子弱相互作用。文献中报道的检测原理主要是基于这些非选择性的弱相互作用和基于尺寸选择性的测试。芳香族大环化合物、对于微观环境敏感的荧光团(如尼罗红)及基于半导体和混合氧化物的传感器可用于此目的。对于基于尺寸的选择性，已经提出了设置其空腔大小以容纳目标污染物的笼形分子(例如对环芳烷、杯芳烃或环糊精)，但是这些系统不是选择性的。基于有机-无机混杂聚合物(hybrid polymer)的多孔基质的苯检测器也是已知的，该有机-无机混杂聚合物基于硅醇盐(silicon alkoxide) (Si (0R)nR4_n，R = CH3)。 Calvo-Mufioz等(“Chemical sensors of monocyclic aromatic hydrocarbons based on sol-gel materials :kinetics of trapping of the pollutants and sensitivity of the sensor" ,Sensors and Actuators B，2002 年第 87 卷，173-183 页)已经表明，使用厚
4度可能在500 μ m至2mm范围内并且具有半径在3. 5至9A之间的纳米孔的基质，有可能实际上不可逆地捕集苯和甲苯并且通过其吸收光谱将它们区分开来。利用2mm厚度的单块， 在实验室中获得的对苯和甲苯的灵敏度在20mL. miiT1的通量下暴露2小时为IOppbv。对于更高的250mL. miiT1的暴露通量，在14分钟的暴露时间内可测量60ppbv的浓度。对于较低的浓度(< IOppbv)和较低的通量(20mL. miiT1)，这些基质对苯和甲苯的捕集率为100%， 但是当浓度> Ippmv(百万分之一体积)和当通量> SOmLmirT1时，捕集率会大幅降低(5 至6%)。在所有情况下，捕集实际上是不可逆的。邻二甲苯和间二甲苯以及三甲基苯不能扩散到这些材料中，这些材料的孔径过小(直径<20 A )，这使得这些材料仅是苯、甲苯和对二甲苯的选择性检测器。即使捕集和测量在单一步骤中进行，污染物的捕集也是不可逆的。自从2OOl 年以来，NTT公司(Nippon Telegraph & Tel印hone Corp.)—直在致力于开发直径约为2 μ m、具有受控的孔径的二氧化硅立方体形式的各种多孔吸附剂，其用于捕集 BTEMX。例如参见 Ueno Y.，A. Tate 禾口 0. Niwa 的"Benzene sensor and method for manufacturing same “，专利EP 1 712 889A1 (2006年10月18日)。该立方体填充装备有加热系统(蚀刻在背面的电阻)的微流体流动室(microfluidic flow chamber)，该加热系统用于污染物的热解吸。在预浓缩步骤期间，通过流动室抽取含有污染物的空气数十秒至1 小时30分的时间，该时间取决于污染物的含量。这些污染物被部分捕集在多孔材料中。然后该流动室在200°C下加热10秒钟以解吸附污染物。气体经第二泵转移至光学室Ocm的石英池或12cm的光学纤维)，并利用UV分光光度计(Soma Optics, Fastevert S-2400)通过吸光度进行检测。选择性通过由各种BTEMX的光谱数据库进行光谱去卷积获得。综合的捕集和检测装置包括在37. 5X 20X 16cm大小、重6. 7kg的通风柜中(不包括计算机)。检测器的灵敏度在暴露90分钟时为lppbv，或暴露50分钟时为50ppbv。检测器对相对湿度为40% -80%的空气相对湿度敏感性不足。来自NTT公司的该装置在灵敏度和速度上都达到了所要求的标准，但是该装置仍然包括两个步骤，即预浓缩和分析。在这种情况下，需要具有快速温升(temperature ramp) 的加热系统以排出捕集在这些基质中的污染物并将其转移至分析室中。从对市售的以及文献中提到的分析仪器的考查来看，看起来需要使得能够在单一步骤中进行捕集和测量单环芳香烃(MAH)同时保持该方法的可逆特性的装置。优选地，单一腔室用于接触MAH和其测量。还期望能够在无需加热装置的情况下解吸附气体。传感器的制备步骤应该尽可能短，例如小于M小时。传感器的尺寸和制造成本应尽可能小。传感器的材料应允许污染物快速扩散并显示出良好的MAH捕集率。捕集应当是可逆的。使用这种传感器的检测系统应当能够小型化而同时保持良好的信噪比。对于在工作场所进行的测量，还希望检测系统具有良好的自主性，例如至少8小时(对应于一个工作日)，并且希望是坚固的、体积不太大、个人易于搬运并因此是轻便的。

发明内容
目前，在进行大量研究后，申请人发现了基于使用新型多孔材料的BTEMX及其常用溶剂的多元检测器，该检测器是令人满意的。因此，本申请的主题是基本上由以下物质形成的多孔溶胶-凝胶材料-一种或多种选自下列化合物的第一聚烷氧基硅烷的单元(氯代甲基)三乙氧基硅烷、1，3-二甲基四甲氧基二硅氧烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(乙基)硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三乙氧基(乙烯基)硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三甲氧基(乙烯基)硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷，优选仅一种聚烷氧基硅烷，更优选四甲氧基硅烷(TMOS)，和-一种或多种选自下列化合物的第二聚烷氧基硅烷的单元(N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEQ和3-氨基丙基三甲氧基硅烷， 有利的是3-氨基丙基三乙氧基硅烷，第一聚烷氧基硅烷/第二聚烷氧基硅烷的摩尔比为 1/0. 01至1/1，优选为1/0. 01至1/0. 50，特别优选为1/0. 01至1/0. 30，尤其优选为1/0. 01 至1/0. 15，最优选为1/0. 02至1/0. 06 ；优选第一聚烷氧基硅烷为TM0S。需要注意的是，N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和3-氨基丙基三甲氧基硅烷包含至少一个伯胺官能团。第一聚烷氧基硅烷特别选自以下化合物甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和四甲氧基硅烷(TMOS)。优选地，多孔溶胶-凝胶材料基本上由一种或多种第一聚烷氧基硅氧的单元和单一第二聚烷氧基硅烷的单元形成，特别是由单一第一聚烷氧基硅氧的单元和单一第二聚烷氧基硅烷的单元形成。本申请的主题还在于基本上可由一种或多种第一聚烷氧基硅烷和一种或多种第二聚烷氧基硅烷制备的溶胶-凝胶材料，所述第一聚烷氧基硅烷选自(氯代甲基)三乙氧基硅烷、1，3-二甲基四甲氧基二硅氧烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(乙基)硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三乙氧基(乙烯基)硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三甲氧基(乙烯基)硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷，有利的是单一的聚烷氧基硅烷，特别是四甲氧基硅烷(TMOS)，所述第二聚烷氧基硅烷选自(N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEQ和3-氨基丙基三甲氧基硅烷，有利的是3-氨基丙基三乙氧基硅烷，其中第一聚烷氧基硅烷/第二聚烷氧基硅烷的摩尔比为1/0. 01至1/1，优选为1/0. 01至1/0. 50， 特别优选为1/0. 01至1/0. 30，尤其优选为1/0. 01至1/0. 15，最优选为1/0. 02至1/0. 06 ； 优选第一聚烷氧基硅烷为TMOS。优选的是可基本上由一种或多种第一聚烷氧基硅烷和单一第二聚烷氧基硅烷制备，特别是由单一第一聚烷氧基硅烷和单一第二聚烷氧基硅烷制备的多孔溶胶-凝胶材料。制备方法如下所述。本发明的溶胶-凝胶材料是多孔的，且孔径分布范围在10至60埃，优选在20至 60埃，比表面积为200至800m2. g—1。优选地，比表面积为650士70m2. g—1。在材料组成中所包含的第二聚烷氧基硅烷中，优选为3-氨基丙基三乙氧基硅烷 (APTES)。特别优选的溶胶-凝胶材料基本上由四甲氧基硅烷(TM0Q和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)制备，TM0S/APTES 摩尔比为 1/0. 01 至 1/0. 30，优选为 1/0. 01 至 1/0. 15， 有利地为1/0. 01至1/0. 10，尤其是1/0. 02至1/0. 06，最优选为1/0. 03，并因此以这种比例包含一种和另一种的单元。需要注意的是，溶胶-凝胶材料是通过溶胶-凝胶方法获得的材料，该方法包括用分子式为M(OR)n的醇盐(其中M为金属，优选为硅，R为烷基)作为前体和将其水解。在水的存在下，发生烷氧基(OR)的水解，从而形成通常粒径小于1纳米的微粒。这些微粒聚集成团并形成保持悬浮状态而不发生沉淀的团块，因而形成溶胶。团块的增多提高凝胶化介质的粘度。通过干燥该凝胶，通过从形成的聚合物网络中除去溶剂得到溶胶-凝胶材料。本发明的溶胶凝胶材料包含单元，并且基本上由2至4种聚烷氧基硅烷制备，尤其为2至3种聚烷氧基硅烷，特别是2种聚烷氧基硅烷。最终材料可含有50%到95%的聚烷氧基硅烷衍生物。使得能够产生规则的多孔结构和/或特别的空腔形状的结构化化合物(有机聚合物、中性表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂等)可以添加到起始溶胶中， 只要它们可通过洗涤或煅烧去除而不使基质的光学和结构性质退化。本专利申请的主题还在于引入了示踪分子的上述溶胶-凝胶材料。在下文中不管是否有具体说明，术语“溶胶-凝胶材料”既表示单独的溶胶凝胶材料也表示引入了示踪分子的溶胶凝胶材料，除非文中表明为两者中的一种而非另外一种。示踪分子是适用于待捕集的或待检测的或捕集和检测的化合物或污染物的分子， 其可与这些化合物或污染物反应，且可以是例如用于检测甲醛的4-氨基-3-戊烯-2-酮 (Fluoral-P示踪分子的引入使得扩大本发明所针对的化合物或污染物的范围成为可能。优选的示踪分子是用于检测乙醛、己醛和丁烯醛的胼苯哒嗪；用于整体检测醛和酮的2，4_ 二硝基苯胼；用于检测甲醛的4-氨基-3-戊烯-2-酮(Fluoral-Pi )；用于芳香化合物或链烷烃的碘氧化物(ΚΙ04，Ι204和I2O5)；用于检测羧酸的三苯甲烷衍生物(溴百里酚蓝、溴酚蓝、溴甲酚绿、甲酚红、酚酞、孔雀绿等)或偶氮苯衍生物(甲基橙、刚果红、甲基红、甲基磺、茜素黄R等)。示踪分子相对于材料总重量的重量百分比有利地是0. 至40%，优选为10%至 40%，最优选为10%至30%。本申请的主题还在于上述溶胶-凝胶的制备方法，其特征在于第一聚烷氧基硅烷 (优选四甲氧基硅烷)与其水混溶性有机溶剂混合，然后加入第二聚烷氧基硅烷，加入水， 需要时补充催化剂或结构化剂或两者，连续搅拌以获得溶胶和然后获得凝胶。需要时，将溶胶置于模子中以获得凝胶块。以组合的方式，四甲氧基硅烷和第二聚烷氧基硅烷分子称为 “单元”。 有利地，第一聚烷氧基硅烷在-45至+30°C的温度下与水混溶性有机溶剂混合，然后加入第二聚烷氧基硅烷，加入水，需要时补充催化剂或结构化剂或两者，优选只补充结构化剂，连续搅拌以获得溶胶，然后获得期望的溶胶-凝胶，并且根据有利的方式，将溶胶置于模子中以获得期望的溶胶-凝胶块。 需要注意的是，在本专利申请中，不定冠词“一”通常应视为类的复数(意为“至少一个”或“一个或多个”)，除文中另外说明(1或“单一”)的情况外。因此，例如，当在上文中提及“加入结构化剂”时，就是指加入一种或者多种结构化剂，或者提及“引入示踪分子” 时，就是指加入一种或多种示踪分子。
在实施上述方法的优选条件下，第一聚烷氧基硅烷，优选是四甲氧基硅烷(TMOS)， 与其有机溶剂混合，所述有机溶剂特别是丙酮、甲酰胺、甲基乙基酮、氯仿、二氯甲烷、醋酸、 甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇或己醇，优选是醇，特别是C1-C5链烷醇，有利地为C1-C3链烷醇， 特别是甲醇。混合可在-45至+30°C之间的温度下进行，优选-25至_15°C之间，时间为1至10 分钟，优选2-3分钟。有利的是，在-25至_15°C的温度下混合2-3分钟的时间。然后优选以小于或等于第一聚烷氧基硅烷的比例加入第二聚烷氧基硅烷，最特别是3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷。搅拌持续通常1至10分钟，优选为2至3分钟的时间。 最后，加入水(优选超纯水)，需要时补充催化剂和/或结构化剂，优选仅补充结构化剂。然后继续搅拌另外的10至120秒，更特别为另外的40至60秒。优选地，所有的上述合成步骤在低温下进行。有利地，聚烷氧基硅烷/溶剂/水的摩尔比为1/4/1至1/100/30，特别为1/4/4， 最特别为1/5/4。有利的是，聚苯乙烯或聚丙烯作为模具的构成材料，以获得期望的凝胶块。在实施上述方法的其它优选条件下，还干燥溶胶-凝胶块以蒸发掉残留的溶剂。 溶胶-凝胶基质的干燥有利地在受控的温度和干燥的惰性气体(氮气、氩气、空气等)气氛下进行。特别地，溶胶-凝胶块的干燥可以按照如下方法进行将透气性的覆盖物(更特别地多孔薄膜)置于模具的表面，然后将这些模具置于温度为25至60°C的恒温调节的腔室中，且更特别地在未引入任何示踪分子的情况下，恒温调节室温度为45°C，而在引入示踪分子的情况下，恒温调节室的温度为25°C。用于干燥的气氛优选是干燥的纯惰性气体(U级氮气、FID级工业空气等)。达到完全干燥的时间在2至10天之间不等，且在优选的情况下， 对于体积为约2X 10_3或特别是5X 10_3cm3的溶胶-凝胶块干燥时间约为2小时。当该材料含有一种或多种表面活性剂时，这些表面活性剂在凝胶化后通过洗涤或者浸渍在水性溶液或有机溶液中而去除，或可选地通过煅烧去除。本发明的主题还在于引入示踪分子的溶胶凝胶材料的制备方法，引入的示踪分子能选择性地与靶化合物反应。这种或这些示踪分子的引入可以根据几种方法进行-“一锅”法(“one-pofmethod)，该方法是优选的方法，其包括在制备溶胶的过程中直接加入示踪分子。在这种情况下，示踪分子直接包封在二氧化硅网络中。示踪分子的稀释或溶解可发生在用于制备溶胶的溶剂或水中。优选的选择是将示踪分子稀释或溶解于最可溶解或最可混溶的介质中。-气相或液相扩散法包括在溶胶-凝胶材料已经干燥后将示踪分子包含在溶胶-凝胶材料的空的孔中。在这种情况下，示踪分子吸附在溶胶-凝胶材料的表面上或通过非共价键(氢键或离子键)与该表面结合。气相扩散法包括使气体形式的示踪分子直接与溶胶-凝胶材料接触(在部分真空下或利用气体的循环)。液相扩散方法包括将溶胶凝胶材料直接置于含有溶解或稀释示踪分子的溶液(水性或溶剂)中。-官能化或掺杂后方法，包括在溶胶-凝胶材料与示踪分子之间形成共价键。为做到这一点，有利的是使溶胶凝胶材料的表面官能化以提高其与示踪分子的相容性或是使所述分子官能化。如上所述，可引入两种或多种示踪分子。
作为本发明主题的溶胶-凝胶材料具有非常有利的性质和质量。它们尤其具有捕集一整类的常见溶剂和单环芳香烃，尤其是苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯和苯乙烯的引人注目的性质。它们还可以是紫外线透明的，这使得其可直接测量捕集的单环芳香烃的吸光度， 这些烃通常通过其UV吸光度进行区分。作为本发明主题的溶胶-凝胶材料可用于单环芳香烃，尤其是气体形式的单环芳香烃。更一般地，本发明的溶胶-凝胶材料可捕集在紫外-可见光范围内有摩尔消光系数大于2501^(3!^1的吸收的化合物。其灵敏度适于彡Ippmv的浓度，甚至对于具有高吸光系数的气体(例如苯乙烯)适于约IOppbv的浓度。这使得可直接通过吸光度测量来检测BTEMX。在某些情况下，例如在苯乙烯的情况下，污染物的测量也可通过荧光测量的方法进行。当以较小的厚度使用，例如100至800 μ m，有利地为10至500 μ m时，它们允许可
逆地捕集MAH及其常规溶剂。使用有利地微型化和冷却的分光光度计，允许通过具有优异的特性和灵敏度的吸光度或荧光测量进行检测。当与二氧化硅立方体形式的多孔吸附剂比较时，特别地可以注意到下列优势-捕集和测量可在单一步骤中进行；-单一腔室用来暴露和测量；-气体的解吸附可在不加热的情况下通过利用适合于传感器的微流体系统进行。特别是通过使用两组不同的聚烷氧基硅烷(如前面所定义的第一和第二聚烷氧基硅烷)，相对于以基于硅醇盐(Si(0R)nR4_n，R = CH3)的有机-无机混杂聚合物的多孔基质为基础的苯吸附剂，特别地可观察到下列优势-用于多孔传感器的合成和干燥步骤缩短到4小时而非2个月；-降低了传感器的尺寸及其制造成本；-新的多孔材料允许目标化合物更快地扩散；
-微流体系统允许提高捕集率；-捕集是可逆的并且目标化合物在不加热的情况下解吸附；-检测系统可微型化并且信噪比得到提高；而且，作为本发明主题的溶胶-凝胶材料允许300至400次测量的长期自主运行， 这相当于在每15分钟测量一次的情况下测量3至4天时间。如果测量速率变为等于30分钟，该自主测量可增加到6至8天；且如果测量速率降低的话，甚至可运行更长的时间。另外，使用这些材料的捕集装置和/或检测系统坚固、体积小、便携和轻便。作为本发明主题的溶胶-凝胶材料具有特性pH接近7的性质。通过使用上述提及的各种氨基聚烷氧化物，有可能改变材料的特性PH而无需加入碱(0H_)。pH值在7到8. 2 之间。在上述的优选方式中，pH等于7. 5士0.3。当其引入示踪分子时，基质可以通过示踪分子与目标化合物之间的特异性反应选择性地捕集一整类的化合物。在这种情况下，分析物(目标化合物)的捕集是不可逆的。然后捕集的目标化合物可以通过检测由目标化合物与示踪分子的相互作用或其与示踪分子的反应产生的产物来定量测定。在这种情况下，分析时存在于介质中的其他目标化合物也可以被捕集，但是在不存在特异性反应的情况下不被检测。在其它情况下，由于通过弱键与示踪分子相互作用的酸性目标化合物的捕集，示踪分子对PH值的小变化敏感。在这种情况下，反应是可逆的。这些性质在下述实验部分进行说明。它们证实了上述溶胶-凝胶材料及弓I入示踪分子的溶胶-凝胶材料在单环芳香烃及其他目标化合物的捕集和/或检测中的用途。因此，本专利申请的主题还在于利用上述的溶胶-凝胶材料作为传感器来捕集单环芳香烃或其它感兴趣的化合物的方法，其中可能含有单环芳香烃或其它目标分子的流与上述的溶胶-凝胶材料(任选地引入示踪分子)接触，或者使这样的流在溶胶-凝胶材料上循环。可能含有单环芳香烃的流可以源自污染的大气。其可以以IOmLmirT1至1. 1L. miiT1的通量循环。本专利申请的主题还在于用于制备引入上述示踪分子的溶胶-凝胶材料的方法， 其特征在于，示踪分子在该溶胶-凝胶材料的溶胶的制备过程中直接加入或者通过气相或液相扩散来将示踪分子扩散到所述的材料中。本专利申请的主题还在于用于制备引入一种或多种上述示踪分子的溶胶-凝胶材料的方法，其特征在于，示踪分子是在-45至+15°C的低温下，在该溶胶-凝胶材料的溶胶的制备过程中直接加入或者通过气相或液相扩散来将这一或这些示踪分子扩散到所述的材料中。溶胶-凝胶材料具有接近7的特性pH，其可在7到8. 2的pH范围内变化，且例如当第一烷氧基硅烷单元为TMOS和第二聚烷氧基硅烷单元为APTES时，通过提高APTES相对于TMOS的比例，使该pH值在7到8. 2的pH范围内变化。除了捕集单环芳香烃外，还可以进行单环芳香烃的检测和/或分析。为此，还可进行这些分子的捕集。因此，本专利申请的主题还在于上述方法，其中，另外对捕集在上述溶胶凝胶材料 (任选地引入示踪分子)中的单环芳香烃及其常用溶剂，溶胶凝胶材料中进行检测。检测可特别地通过光学、质量或声学测量方法进行。当通过光学测量方法进行检测时，优选地选择目标化合物的吸光度最高的波长。 还可选择目标化合物的荧光性最高的波长。为了分析捕集在上述任选引入示踪分子的溶胶-凝胶材料上的单环芳香烃，特别地可在单块溶胶-凝胶材料暴露于含有目标化合物的流时进行单块材料的吸光度、荧光性、发光性、质量或共振频率变化的测量。所获得的测量数据通过与从目标化合物的校准流得到的测量数据比较，直接给出暴露流中包含的目标化合物的量和/或性质的信息。如上可见，当上述溶胶-凝胶材料引入示踪分子时，它们可捕集一整类的目标化合物，例如单环芳香化合物、醛、链烷烃、羧酸、酮和氯，特别是单环芳香化合物、醛、链烷烃、 羧酸和酮。因此，本专利申请的主题还在于利用引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料作为传感器捕集目标化合物的方法，所述目标化合物选自单环芳香化合物、醛、链烷烃、羧酸和酮， 特别是单环芳香化合物、醛、链烷烃、羧酸和酮，在该方法中，使可能含有选自上述化合物的目标化合物的流与引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料接触，或者使这种流在上述材料上循环。该流可相当于可能含有可源自污染的大气的这些目标化合物的气体。该气体流可以以IOmL. miiT1至1. 1L. mirT1的通量进行循环。除了捕集这些目标化合物，它们还可进行检测和/或分析。为此，还可进行这些分子的捕集。因此，本专利申请的主题还在于上述方法，其中，另外进行捕集在引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料上的目标化合物的检测。该检测可特别地通过光学、质量或声学测量法进行。当检测是通过光学测量法进行时，优选地选择示踪分子或示踪分子与目标化合物相互作用或者反应形成的产物的吸光度、荧光性、发光性最高的波长。为了分析捕集在引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料上的目标化合物，尤其可测量示踪分子的吸光度、荧光性、发光性随时间的变化，或测量示踪分子与目标污染物反应形成的产物的吸光度、荧光性、发光性随时间的变化。在这两种情况下，所得结果将与在同样暴露条件下用校准的目标化合物流得到的结果进行比较。本专利申请的主题还涉及利用任选引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料作为传感器捕集单环芳香烃或上述目标化合物的系统。这种传感器通常包括具有可再现形状的上述溶胶-凝胶材料的块，该形状例如是平行六面体、圆柱体、立方体、斜方形等，该块的表面积小于或等于150mm2，优选小于或等于100mm2，且厚度小于或等于2mm。此传感器通常用以主要包含下述部分的单元的形式使用-用于气流的微流体系统，其中插入上述的溶胶-凝胶材料；-配备有光学窗口和用于微流体系统的孔(进气口和出气口)的暴露室。在本说明书中，术语“微流体系统”指使用于捕集步骤的气流以IOmLmirT1至 1. 1L. mirT1，优选IOOmL. mirT1的通量通过的系统。本专利申请的主题还涉及利用任选引入示踪分子的上述溶胶-凝胶材料作为传感器检测单环芳香烃和其常用溶剂的系统。这种检测系统通常包括-上述暴露室；-上述微流体系统；-用于照准和聚焦分析光的光学系统；-用于传输光的光学纤维；-适合于期望通量的(微量)泵；-分光光度计或另一检测装置；特别地，检测系统可按照如下使用将溶胶-凝胶材料块插入到微流体系统中。该系统置于暴露室中。气态目标化合物的混合物在微流体系统中循环短时间(15秒到2分钟)。在暴露期间内，按下文所述每秒收集传感器的吸收光谱。来自UV灯(氘)的分析光利用光学纤维进行传输并持续照射暴露室的入口窗口。利用置于入口窗口上的透镜(焦距为IOmm)和SMA连接器校准的光束在小的表面积上(例如Imm2)照射传感器。透射光通过设置在暴露室的出口窗口上的第二透镜和第二 SMA连接器以相同的轴收集。透射光束利用光学纤维传输到分光光度计，其任选是微型的。每秒收集传感器的吸收光谱，每次采集持续8至1000msec (优选20msec)。
采集完成时，可释放捕集的目标化合物，并净化传感器。为此，传感器可暴露于 4L. HiirT1的流中约5分钟。在目标化合物的宽浓度范围内和在气体混合物的宽相对湿度范围内采集暴露于各种目标化合物的传感器的吸光度信号。由这些数据，对各种目标化合物建立随其浓度和气体混合物的湿度变化的校准曲线。这些校准曲线储存在用于光谱解卷积暴露于气体形式的目标化合物的未知混合物的传感器光谱的数据库中。吸光度信号利用在前述基质中事先确定的各种目标化合物的吸收光谱数据库进行解卷积。在释放步骤中，气体流的通量可为2L. mirr1至5L. mirT1，优选设置为4L. mirT1。在基质掺杂有能与目标化合物反应的示踪分子的情况下，示踪分子和目标化合物之间的反应在大多数情况下是不可逆的。净化步骤不是为了释放，而是清除存在于气体混合物中未与示踪分子反应的化合物的流体循环。在这种情况下，净化流的通量值有利地设置为 IOmL min—1 至 1. IL min—1O在含有一种或多种衍生自三苯甲烷或偶氮苯的示踪分子的溶胶-凝胶材料的情况下，有利的是通过改变流或溶胶-凝胶材料的PH条件来进行净化直到观察到回复初始光学测量条件。而且，当通过循环泵使流体循环持续(或在一个回路内)发挥作用足够长的时间 (从几秒到1小时)(在此过程中目标化合物进入基质并与示踪分子反应)时，在这段伏时间内每隔一定时间间隔，优选按规则的时间间隔(1至300秒)进行光学测量(收集吸光度或荧光光谱)。


下述实施例对本专利申请进行说明，参考附图将更清楚地理解本发明，其中图1为测量装置的整体(测量单元、分光光度计、氘灯、泵)的示意图；图2为构成微流体系统的一块铜板的透视图；图3为暴露室的横截面视图；图4显示作为波长的函数的对二甲苯的吸光度结果；对于暴露在含有11. 86ppmv 对二甲苯的氮气流中的传感器而言，图如显示在捕集期间目标化合物的吸收光谱变化以及图4b显示在释放(在通过物理吸附对目标化合物进行简单捕集的情况下对基质的净化) 期间基质的吸收光谱变化；图5显示溶胶-凝胶块在气体混合物中进行一系列暴露，接着对溶胶凝胶块进行净化。每次“脉冲”相当于暴露于目标化合物的1分钟内期间吸光度的线性增加，接着在净化期间5分钟的吸光度指数降低。吸光度增长信号的斜率值表示暴露流中目标化合物的浓度的特性；图6为暴露在目标化合物(苯、对二甲苯和1，3，5_三甲基苯)期间记录的光谱。 该光谱对应于在同样条件下单独获取的目标化合物光谱的总和；图7a显示掺杂有示踪分子(本例中为Fluoral-p )的溶胶-凝胶块暴露在含有IOppbv甲醛的200mL. mirT1气体流期间记录的荧光光谱。光谱随时间的变化对应于由 Fluoral-P 与甲醛的反应产生的产物的荧光性的增加(激发波长为405nm，激发时间为2秒)；图7b显示掺杂有Fluoral-P 的基质暴露于含有IOppbv甲醛的200mL. mirT1流期间，一方面荧光区域G70nm至750nm)的变化(实线曲线)和另一方面在520nm处最大荧光的变化(虚线曲线)。这2条曲线的原点斜率表示暴露流中甲醛的浓度特性；图8a显示掺杂有示踪分子(本例中为溴酚蓝)的溶胶-凝胶块暴露于含有饱和蒸汽压的醋酸的大气期间采集的吸收光谱。一方面，光谱变化对应于该试剂(溴酚蓝，592nm 处吸收带强度降低)的消失，另一方面，光谱变化对应于反应产物G31nm处吸收带的出现) 的形成；图8b显示在掺杂有溴酚蓝的溶胶-凝胶块暴露于含有饱和蒸汽压的乙酸的大气期间光密度的变化，一方面光密度的变化对应于试剂溴酚蓝的消失(实线曲线)，且另一方面光密度的变化对应于反应产物(质子化的溴百里酚蓝)的出现。这2条曲线的原点斜率表示在暴露流中乙酸浓度的特性。通过洗涤单体块和解吸附乙酸，该反应是可逆的。
具体实施例方式实施例1 :APTES_TM0S溶胶-凝胶块的制备步骤1:96孔的聚苯乙烯多孔板(Greiner Bio-one Elisa平底微板，编号655001)在加热炉中在50°C下加热M小时，在该期间对加热炉脱气3次。该步骤脱除聚苯乙烯模具中的气体以最小化苯乙烯单体的释放，苯乙烯单体可能在随后的凝胶干燥步骤中捕集到溶-胶凝胶材料中。在置于_25°C浴槽中的Pyrex烧杯中，利用磁力搅拌器将3. 4ml的四甲氧基硅烷 (TMOS, Fluka，编号87680)和4. 8ml的甲醇(Fluka，编号:65540)混合2分钟。然后利用微量吸液管将0. 2ml的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES，Fluka，编号09324)加入到该混合物中。再搅拌2分钟后，加入1.7ml的微孔过滤的超纯水。再搅拌混合物30秒。得到溶胶，其在以下步骤中直接使用。步骤2:将溶胶温度保持在-25士5°C并且尽快进行操作，以微量吸液管吸取38 μ 1溶胶置于基准Greiner Bio-one Elisa平底微板(655101)的各个孔中。步骤3:一旦溶胶成凝胶后，用透气薄膜(可透气的粘性封条，ABGene，编号AB_0718)覆盖在微孔板上。该微孔板置于40°C的加热炉2小时。然后将该板从加热炉中移走，并从模具中剥离基质和置于密封的聚丙烯皿中。将该皿返回到40°C的加热炉中4小时以完成干
O干燥后，得到单片盘(monolithic disks)形式的溶胶-凝胶块。得到的溶胶-凝胶块的平均直径为3. 6mm，其厚度约为200 士 25 μ m。其平均比表面积为750m2. g—1。该值通过建立在液氮温度下氮气的等温吸附和解吸附线，并通过应用文献中提出的各种分析模型， 例如BET(Brunauer，Emmet and Taylor)模型，分析该等温线进行估算。其平均孔体积为0. 67cm3. g—1。该值通过在液氮温度下建立氮气的等温吸附和解吸附线，并通过利用DFT(密度泛函理论(density functional theory))分析模型进行分析而估算。孔径分布通过基于计算被吸附分子之间以及被吸附分子与孔表面之间的相互作用势的方法的DFT(密度泛函理论)方法进行估算，这使得可以从微观数据(如相互作用势)重建宏观数据(例如等温吸附线)。孔形状模型(“球形和圆柱形混合”)用于该计算。微孔定义为直径S 20人的孔。中孔定义为直径为20 A<d< 500 A的孔。实施例1中材料得到的结果如下-微孔/中孔分布(在表面)=35/65%-微孔/中孔分布(在本体内)=15/85%。实施例2 :APTES~TM0S溶胶-凝胶块的制备制备了各种形式和大小的基质-平行六面体6tar-Pack，编号47304、271512 和 303-Evergreen，编号 201-3111-010)-圆柱形(Spexindustries Inc.，编号3111_Greiner Bio-one Elisa-平底微板，编号=655001)-斜方形(Agarscientific，编号G3533)按照实施例1利用Greiner Bio-one Elisa平底微板圆柱形模(编号655101)制备APTES-TM0S溶胶-凝胶块，其产生直径为3. 6mm、可变厚度在80至1000 μ m之间(为初始溶胶体积的函数)的溶胶-凝胶块。对于上述提到的各其他模具以及在如实施例1中材料的情况下，最终的溶胶-凝胶块(即干燥后)保持模具的形状，但其体积比初始体积小大约八倍。在干燥步骤过程中由于残留溶剂的排出，凝胶块三维的收缩系数等于2。实施例3 引入示踪分子的APTES-TM0S溶胶-凝胶块的制备制备APTES-TM0S溶胶-凝胶块，其引入各种示踪分子4_氨基_3_戊烯_2_酮 (TCI，编号 A5350)；溴酚蓝(Sigma-Aldrich，编号114391)；甲基红(Sigma-Aldrich，编号=250198)；甲基橙(Sigma-Aldrich，编号114510)；刚果红(Aldrich，编号=860956)；溴甲酚绿(Sigma-Aldrich，编号:114359)和溴甲酚紫(Sigma-Aldrich，编号114375)。根据下述三种不同的方法引入4-氨基-3-戊烯-2-酮-“一锅法”掺杂按照实施例1方法进行，但是甲醇替换为甲醇与4-氨基-3-戊烯-2-酮的混合物。使用各种不同浓度(100、300、500和750mg的4-氨基-3-戊烯-2-酮在4. 8ml甲醇中)。实验方案的其余部分与实施例1完全一致，除了本例中溶胶-凝胶块的干燥是在25 °C下进行。-“液体后掺杂”将如在实施例2中得到的溶胶-凝胶块浸入4-氨基-3-戊烯-2-酮浓度为2 X 10_3mOl. L—1的水溶液中2小时，然后在惰性气体下干燥。-“气体后掺杂”:将如在实施例2中得到的溶胶-凝胶块置于133. 3Pa (Itorr)的低压下、存在粉末状4-氨基-3-戊烯-2-酮的室中。该室在40°C下加热15小时，在此期间 4-氨基-3-戊烯-2-酮升华并渗入溶胶-凝胶块中，更特别地进入溶胶-凝胶块的孔中。 在暴露结束时，将干燥氮气引入室中以回到大气压下并回收掺杂的溶胶-凝胶块。前述的其它示踪分子(溴酚蓝、甲基红、甲基橙、刚果红、溴甲酚绿和溴甲酚紫)的引入仅通过“一锅”法进行。按照实施例1方法进行，但是甲醇替换为甲醇与一种前述化合物(溴酚蓝、甲基红、甲基橙、刚果红、溴甲酚绿和溴甲酚紫)的混合物。使用了由0.5、1、10、30、50和IOOmg 的化合物溶于4. SmL甲醇中制备的各种不同浓度。实验方案的其余部分与实施例1完全一致，除了溶胶-凝胶块的干燥是在25°C的恒温调节室中进行的。实施例4 微流体系统的制备制备由粘合在一起的两块平面铜板形成的微流体系统。每块铜板2上镂空出约 3. 5mm宽、36mm长和0. 5mm深的宏观流体回路1并在组装过程中将两个镂空的部件粘合在一起。微流体回路1为L形并在最长的支路上包括狭窄部3，以使得该处回路的宽度仅为 Imm(图2)。恰在狭窄部3的前4处装入实施例2的溶胶-凝胶块，且在另一系统中装入实施例3的溶胶-凝胶块。回路的狭窄部使得溶胶-凝胶盘得到良好的保持。在板中溶胶-凝胶块的中心位置处形成用于分析光束通过的孔5。形成其它的孔6以将板2固定在一起。微流体系统也可用两块PTFE板2、两块铜板2和两块不锈钢板2制作。实施例5 测量装置的制备将实施例4的铜组件插入到装备有两个石英光学窗口的PTFE测量室中(图3)。暴露室包括微流体系统。该系统通过用于固定目的的基座7和盖子8保持固定在该暴露室中。除了保持微流体系统外，盖子在其中心9处有用于气体混合物通过的孔。对于传感器的光学分析，分析光束的光路垂直于微流体系统，并分别通过由实施例2或实施例3的溶胶-凝胶块形成的传感器的中心。置于暴露室的光学入口和出口处的纤维(SMA型)和透镜(焦距10mm)的标准连接器使得能够校准在暴露室的入口和出口处由光学纤维传输的光束。在离开暴露室时，透射光束传输到分光光度计(Ocean Optics, QE6500)。采集传感器的吸收光谱，然后将其暴露于测试产物流中。从暴露于微流体系统的流开始且在实施例2的溶胶-凝胶块的情况中可能30秒至2分钟的时间内和在如实施例3 的溶胶-凝胶块的情况中1至120分钟的时间内，每秒钟采集一次吸收光谱并且储存数据以用于后续处理。实施例6 =目标化合物的捕集和释放图5显示将传感器暴露于含有11. 86ppmv的对二甲苯的氮气流的测量实例。将实施例2得到的APTES-TM0S溶胶-凝胶块引入到实施例4的微流体系统中，并将实施例4的系统置于实施例5的测量装置中。制备用氮气稀释的含有11. 86ppmv对二甲苯的气体混合物。将该气体混合物以100ml. mirT1的通量输送到上述系统中1分钟。然后使环境空气流以4L. mirT1的通量通过微流体回路5分钟。从引入含有对二甲苯的氮气流到微流体回路中开始，每秒钟采集一次光谱。图如显示在235到的波长范围上测量的对应于捕集的对二甲苯的吸光度信号增加。图4b 显示对二甲苯的吸光度的降低直到对应于在暴露于对二甲苯前测量所获得的值。同样类型的实验也对不同的气体浓度(0-120ppmv范围)和不同种类的气体(甲苯、苯、对二甲苯、1，3，5_三甲基苯)且在各种不同的相对湿度条件(0-94% )下进行。应用实施例1 无湿气条件下目标化合物的测量
对二甲苯的检测通过如下的吸光度测量进行在检测对二甲苯之前，建立实施例2的传感器中对二甲苯的吸收光谱数据库。制备用氮气稀释的含有11. 86ppmv对二甲苯的气体流。暴露的通量设定为100ml. mirf1。根据下列计时图进行测量的记录-将实施例2的溶胶-凝胶块插入到实施例4的组件中，该组件本身置于实施例5 的装置中；-净化该装置，然后使灯和分光光度计(OceanOptics, QE65000)稳定10分钟；-记录溶胶-凝胶块的吸收光谱；-旋转进气口阀以使溶胶-凝胶块暴露于气流中，同时每秒钟记录光谱一次，记录 1分钟；-旋转阀门以用空气净化5分钟。每次测量循环平均持续6分钟。湿度水平为0%。得到的结果显示于图5中。观察到传感器的响应完全可重现。从一个循环到另一个循环，随时间变化的信号增加值的测量(曲线的斜率)给出了可重现的值，标准差非常小。应用实施例2 在有、湿气,存在下目标化合4勿的测丨量如应用实施例1中所述进行该方法，除了暴露流的相对湿度水平为80%以外。得到的结果在图6中显示。观察到即使是这种高湿度水平的混合物，传感器的响应也是完全可重现的。从一个循环到另一个循环，随时间变化的信号增加值的测量(曲线的斜率)给出可重现的值，标准差较小为6.3%。在相对湿度0-94%的检测范围内传感器具有可重现的响应。应用实施例3 无湿气条件下目标化合物的混合物的测量如应用实施例1中所述进行该方法，除了使用含有19. 9ppmv的苯、7. 4ppmv的1， 3，5_三甲基苯和18. 3ppmv的对二甲苯的混合物外。得到的结果在图7中显示。吸光度信号在该装置中由各种目标化合物的吸收光谱的数据库进行解卷积。观察到由目标化合物混合物的光谱解卷积得到的目标化合物含量与混合物中的含量非常接近。具体地说，解卷积得到的含量为19. 6ppmv的苯、17. 3ppmv的1，3，5_三甲基苯和17. 2ppmv的对二甲苯。由此推断，该传感器可满意地捕集到所有的单环芳香烃(单独的或是混合物形式)，其与各个目标化合物分别捕集时的效果相同。应用实施例4 用掺杂4-氨基-3-戊烯-2-酮的基质通过荧光测量法检测目标化合物甲醛的检测通过如下荧光测量进行在对甲醛进行检测前，在通过“一锅法”掺杂4-氨基-3-戊烯-2-酮(Fluoral-P )(500mg在4. 8ml甲醇中)的实施例3的传感器中建立荧光光谱的数据库。
制备用干燥空气(FID级，Messer，编号27880)稀释的含有IOppbv甲醛的气体流。暴露的通量设定为200ml. miiT1。根据下列计时图进行测量的记录-将实施例3中的溶胶-凝胶块弓丨入实施例4中的微流本系统中，然后将该组件插入到实施例5中的测量装置中；-净化该装置，然后使激发灯和分光光度计(OceanOptics，型号QE65000)稳定 15分钟；-记录溶胶-凝胶块的荧光光谱；-旋转进气阀以使溶胶-凝胶块暴露在气体流中，并每30秒(预激发2秒)记录荧光光谱，记录45分钟；结果见图7a和7b。_辅丨丨5馳及細隱去·丨随仆刹勿本实验包括将通过“一锅法”掺杂溴酚蓝(0. 25mg在4. 8ml甲醇中)的实施例3的溶胶-凝胶块暴露在用醋酸饱和的气氛(标准温度和压力条件下的饱和蒸汽压)中。溴酚蓝与扩散到基质中的醋酸反应以生成其吸收光谱与起始试剂不同的产物(见图8a)。在这种情况下，测定了随暴露时间变化的对应于反应过程中形成的产物的吸收(在431nm处的吸收带)的信号的增加和随暴露时间变化的对应于试剂的吸收(592nm处的吸收带)的信号的降低。这两个值与乙酸的浓度直接成比例。结果见图8a和Sb。
权利要求
1.一种多孔溶胶-凝胶材料，基本上由以下物质形成-一种或多种选自下列化合物的第一聚烷氧基硅烷的单元(氯代甲基)三乙氧基硅烷、1，3_二甲基四甲氧基二硅氧烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(乙基)硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三乙氧基(乙烯基)硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三甲氧基(乙烯基)硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷(TMOS)，及-一种或多种选自下列化合物的第二聚烷氧基硅烷的单元(N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEQ和3-氨基丙基三甲氧基硅烷，其中所述第一聚烷氧基硅烷/第二聚烷氧基硅烷的摩尔比为1/0.01至1/1。
2.根据权利要求1所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述第一聚烷氧基硅烷/第二烷氧基硅烷的摩尔比为1/0. 01至1/0. 30。
3.根据权利要求1或2所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述第一聚烷氧基硅烷选自下列化合物甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和四甲氧基硅烷 (TMOS)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述材料含有-单一的第一聚烷氧基硅烷，或-单一的第一聚烷氧基硅烷和单一的第二聚烷氧基硅烷。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述第二聚烷氧基硅烷是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述材料包含示踪分子。
7.根据权利要求6所述的溶胶-凝胶材料，其特征在于所述示踪分子选自胼苯哒嗪、 4-氨基-3-戊烯-2-酮、2，4_ 二硝基苯胼、碘氧化物、三苯甲烷衍生物、偶氮苯衍生物和烷基卤化物。
8.一种制备权利要求1-7中任一项所述的溶胶-凝胶材料的方法，其特征在于在-45 至+30°C的温度下混合所述第一聚烷氧基硅烷和用于所述第一聚烷氧基硅烷的水混溶性有机溶剂，然后加入所述第二聚烷氧基硅烷，加入水，需要时补充催化剂或结构化剂或两者， 且连续搅拌以获得溶胶，接着获得期望的溶胶-凝胶，需要时其以溶胶形式置于模具中以获得期望的溶胶-凝胶块。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述混合第一聚烷氧基硅烷和用于第一聚烷氧基硅烷的水混溶性有机溶剂的步骤的时间为1至10分钟。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述聚烷氧基硅烷/溶剂/水的摩尔比为 1/4/1 至 1/100/30。
11.一种制备权利要求6或7所述的引入了示踪分子的溶胶-凝胶材料的方法，其特征在于示踪分子在制备所述溶胶-凝胶材料的溶胶的过程中直接加入，或通过气相或液相扩散将所述示踪分子扩散到所述溶胶-凝胶材料中而加入。
12.权利要求1-7中任一项所述的溶胶-凝胶材料在捕集或检测单环芳香烃和其它污染物中的用途。
13.利用权利要求1-7中任一项所述的溶胶-凝胶材料作为传感器捕集单环芳香烃的方法，其中使可能含有单环芳烃的流与任选引入了示踪分子的所述溶胶-凝胶材料接触，或使所述流在所述溶胶-凝胶材料上循环流动。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还对在任选引入了示踪分子的所述溶胶-凝胶材料上捕集到的单环芳香烃进行检测。
15.利用权利要求1-7中任一项所述的溶胶-凝胶材料作为传感器捕集污染物的方法， 所述污染物选自醛、芳香族化合物、链烷烃、羧酸、酮和氯，所述溶胶-凝胶材料引入了示踪分子，其中使可能含有选自以上的污染物的流与所述引入了示踪分子的溶胶-凝胶材料接触，或使所述流在所述引入了示踪分子的溶胶-凝胶材料上循环流动。
16.利用权利要求1-7中任一项所述的溶胶-凝胶材料作为传感器捕集或检测单环芳香烃或污染物的系统，所述溶胶-凝胶材料任选弓I入了示踪分子。
全文摘要
本发明涉及一种多孔溶胶-凝胶材料，其基本上由一种或多种第一聚烷氧基硅烷的单元和一种或多种第二聚烷氧基硅烷的单元组成，所述第一聚烷氧基硅烷选自(氯代甲基)三乙氧基硅烷、1，3-二甲基四甲氧基二硅氧烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(乙基)硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三乙氧基(乙烯基)硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三甲氧基(乙烯基)硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷(TMOS)，所述第二聚烷氧基硅烷选自(N-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和3-氨基丙基三甲氧基硅烷，其中所述第一聚烷氧基硅烷与第二聚烷氧基硅烷的摩尔比为1/0.01至1/1，所述材料任选包含示踪分子。还涉及所述材料的制备方法以及其在捕集或检测单环芳香烃及其它污染物中的应用。
文档编号B01J20/26GK102405260SQ200980136096
公开日2012年4月4日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月11日
发明者图华·德兰提, 萨比娜·克吕纳雷 申请人:国家科学研究中心, 法国原子能和替代能源委员会