雙羧基咪唑類功能化離子液體及其稀土金屬配合物的合成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究.pdf

1、作為人們普遍關(guān)注的新型可設(shè)計(jì)性溶劑，離子液體有著廣泛的研究和應(yīng)用價(jià)值。設(shè)計(jì)合成功能化的離子液體并開(kāi)發(fā)其應(yīng)用是目前研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文通過(guò)向離子液體的咪唑陽(yáng)離子引入羧基，培養(yǎng)了一系列雙羧基咪唑類功能化離子液體的單晶，測(cè)定了其晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性以及水溶性等物理化學(xué)性質(zhì)。探討了部分羧基功能化離子液體單晶到單晶的轉(zhuǎn)化過(guò)程。利用水熱合成法培養(yǎng)了一系列咪唑羧酸稀土金屬配合物，并選取銪和鋱的配合物為研究對(duì)象，合成相應(yīng)的復(fù)合型功能材料，測(cè)定

2、了其熒光特性，為稀土發(fā)光材料的制備提供了理論基礎(chǔ)。論文的具體工作如下:
　　1.制備了1，3-二羧甲基咪唑硝酸鹽離子液體(BCINO3)，通過(guò)單晶X-射線衍射、紅外光譜和拉曼光譜進(jìn)行表征與分析。在振動(dòng)光譜和微觀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了其晶體結(jié)構(gòu)和氫鍵類型，探討了強(qiáng)氫鍵O-H...O和弱氫鍵C-H...O在固體狀態(tài)下的共存，利用TG-DSC技術(shù)對(duì)其熱穩(wěn)定性及分解過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　2.雙三氟甲基磺酰亞胺(TFSI)是形成疏水性的離

3、子液體中常見(jiàn)的陰離子之一。通過(guò)向咪唑陽(yáng)離子上引入羧基，我們合成了親水性的1，3-二羧甲基咪唑雙三氟甲基磺酰亞胺鹽離子液體(BCITFSI)。在B3LYP/6-311++G(d，p)水平上對(duì)陰、陽(yáng)離子組成的離子對(duì)進(jìn)行構(gòu)型優(yōu)化，確定了最穩(wěn)定構(gòu)型。此外，我們還對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)、振動(dòng)光譜、物理-化學(xué)性質(zhì)(如熱穩(wěn)定性、pKa和水溶性)進(jìn)行了研究。結(jié)果證實(shí)通過(guò)適當(dāng)改變陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)離子液體的可調(diào)控性，使其成為“可設(shè)計(jì)性溶劑”。
　　3.在研

4、究離子液體晶體結(jié)構(gòu)的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，兩種離子液體1，3-二羧甲基咪唑雙三氟甲基磺酰亞胺鹽和N-羧甲基-N-甲基吡咯溴鹽，都存在單晶到單晶的轉(zhuǎn)化過(guò)程，且不同晶體結(jié)構(gòu)形式之間的差異在于氫鍵形式的不同。利用紅外和拉曼技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的氫鍵形式的光譜指認(rèn)，并對(duì)它們的熱穩(wěn)定性差異進(jìn)行了比較。
　　4.選用配體1，3-二羧甲基咪唑溴鹽[CH2COOHmimCH2COOH]Br與三種稀土離子(Eu、 Tb、Ho)，利用水熱合成法制備稀土金屬-有

5、機(jī)骨架配合物，并通過(guò)單晶結(jié)構(gòu)衍射、紅外光譜、熱重分析、X-射線衍射和熒光光譜等技術(shù)對(duì)配合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)測(cè)試和性質(zhì)表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這類稀土金屬配合物具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，并且表現(xiàn)出了良好的熒光性能，可以應(yīng)用于發(fā)光材料的制備。將1，3-二羧甲基咪唑溴鹽進(jìn)一步用于制備稀土復(fù)合型功能材料，根據(jù)加入有機(jī)物質(zhì)的不同，復(fù)合材料的熒光性能也發(fā)生了相應(yīng)的改變。這類材料的制備不僅是科研工作者研究的一個(gè)熱點(diǎn)，并且具有一定的應(yīng)用價(jià)值，為今后該類稀土發(fā)光材料的制備及