[发明专利]用于用特定有机化合物通过脉冲电流电化学还原所述有机化合物的重氮离子来涂覆有机或金属材料表面的方法

权利要求书

1.一种用于涂覆有机或金属材料的方法，其是通过在所述材料的表面上共价接枝至少一种具有至少一个经重氮官能团取代的芳香族基团的有机化合物A来实现，其特征在于所述材料是多孔或纤维状的并且具有至少10cm²材料的几何表面积；并且在于其包含以恒强度(intentiostatic)模式在所述材料的所述表面上连续施加非零脉冲电流以便电化学还原一或多个重氮离子的步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述施加脉冲非零电流的步骤是以连续循环进行，每一循环包含：

具有持续时间Δt₁的接枝阶段，在此期间，所述施加电流的强度(i₁)经选择以便使所述材料表面极化到电势E₁，从而能够在非零施加持续时间Δt₁内还原重氮盐并且将经所述重氮盐取代的所述芳香族基团接枝到所述材料的所述表面上，以及

持续时间Δt₂的空闲阶段，在此期间，所述施加电流的强度(i₂)小于所述强度i₁，持续非零空闲持续时间Δt₂。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述强度i₁的值通过以下关系式以安培(ampere)为单位得出：

i₁＝k×m，

其中：

m＝有机或金属材料的质量，以克为单位；

k＝2安培/克金属材料，并且k＝5安培/克有机材料。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述强度i₂的值小于或等于所述强度i₁的值的0.05倍。

5.如权利要求2到4中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述施加持续时间Δt₁通过以下关系式得出：

Δt₁＝k_t×t_b，

其中：

k_t＝(A)/C_min，其中(A)表示所述有机化合物A的浓度，以摩尔/升为单位，并且

C_min表示重氮离子的最小浓度，以及

t_b表示时间的常数值。

6.如权利要求2到5中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述施加持续时间Δt₁在100微秒到30秒、优选地在0.5秒到10秒范围内，和/或所述空闲时间的持续时间Δt₂在1秒到5分钟范围内。

7.如权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述材料是选自泡沫、毡、织物的叠加物的有机材料，优选的是碳纤维毡和石墨纤维毡。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于其包含使所述有机材料金属化的步骤，其是通过在实施根据本发明的方法的上游电沉积至少一种金属，优选地在原位进行来实现。

9.如权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述材料是金属材料，其选自通过标准氢电极在25℃下测量标准电势小于零的金属，这些材料优选地为锡、铟、钼、镓、钒、镍、钴、铊、镉、铁、铋、铬、锌，优选的是镍、钴以及铜。

10.如权利要求1到9中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述有机化合物A是选自在水中不溶或接近可溶并且包含至少一个芳基胺官能团的分子。

11.如权利要求10所述的方法，其中A是选自大环催化剂，所述大环催化剂在所述分子的中心处具有金属中心并且属于酞菁、紫菜碱、杯芳烃、冠醚以及环肽家族。

12.如权利要求1到11中任一权利要求所述的方法，其特征在于其是在包含质子溶剂、非质子溶剂以及支持电解质的适当介质中实施。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述非质子溶剂是有机溶剂，特征在于所述质子溶剂是水并且特征在于所述适当介质是体积比为至少90/10的有机溶剂与水的混合物。

14.一种如权利要求1到13中任一权利要求所述的方法的有机或金属材料，其为多孔或纤维状的、具有至少10cm²涂覆材料的几何表面积。