[发明专利]乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于结构型磁功能材料及其制备技术领域，具体涉及一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法。

背景技术

室温离子液体是由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的，在室温或室温附近呈液态的盐类。因其具有结构的可设计性，越来越多的功能化离子液体被大量报道出来。

其中，磁性离子液体是一种具有磁性的功能化离子液体，除了具有离子液体的溶解性好、液程宽、非挥发、良好的导电性、较宽的电化学窗口宽、热稳定性好、热容量大等特性外，对磁铁和外界磁场也能产生一定的响应，且金属离子的存在使其具有了特殊的性能。按其是否含有金属离子，可将其分为纯有机磁性离子液体及金属磁性离子液体，其中，纯有机磁性离子液体的磁性主要来源于其中的自由基结构；金属磁性离子液体是指阴离子为金属配合物的离子液体，磁性主要来源于阴离子所包含的金属离子，如含铁、钴、镝、铟及锰离子等。此外按磁性基团数目的多少，又可将其分为：单磁性功能离子液体和双磁性功能离子液体。目前研究主要集中于单磁性功能离子液体，而双磁性离子液体的研究较少。

2004年，Satoshi Hayashi和Hiro Hamaguchi研究组发现了1-甲基-3-丁基咪唑四氯化铁([bmim]FeCl₄)具有顺磁性，且磁化系数为40.6×10^-6emu·g^-1，并首次提出了磁性离子液体的概念。2006年，Yoshida等通过改变咪唑阳离子环上碳链的长短及阴离子中卤素的种类和数量，合成了不同结构的铁磁性离子液体：[C₂mim]FeCl₄、[C₆mim]FeCl₄、[C₈mim]FeCl₄、[C₂mim]FeBr₄、[C₆mim]FeBr₄、[C₈mim]FeBr₄。2007年，Yoshida等第一次合成了含有有机自由基的纯有机磁性离子液体[C_nmim][TEMPO-OSO₃]，但其磁性较弱。2008年，Bert mallick等合成了新型强磁性[C₆mim]_5-x[Dy(SCN)_8-x(H₂O)_x]离子液体，其对外界磁场有更强的响应和很好的荧光性能。2009年，Min Li等合成了氨基酸类的手性磁性离子液体，并对其磁性和手性进行了系统研究。

乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类((VC_nIM)₂[Co(NCS)₄])磁性离子液体属于首次报道，其合成方法也是本发明首次提及，其磁性可随烯基咪唑阳离子环上烷基链长的变化而变化，具有可调控性。目前磁性离子液体存在结构单一、磁性较弱、磁性可调性差等缺点。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法，通过改变乙烯基咪唑阳离子上的烷基链长短，实现该类磁性离子液体磁性的可调控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的合成方法。

技术方案

一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体，其特征在于：磁性离子液

一种合成乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将1-乙烯基咪唑和溴代烷烃C_nH_2n+1Br按摩尔比1:1.0~1.5加入到微波反应釜中，其中n=1,2,3,4,5,6,7,8；

步骤2：将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用180～200W的微波辐射35～50s后取出，放置1.5～2h，(其间每隔20～30min轻微震荡一次)

步骤3：重复7～9次步骤2；

步骤4：将反应釜中的物质转移至容器中，并用1～2倍体积的乙酸乙酯洗涤3~5次，得到粗产物；

步骤5：对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VC_nIM]Br)离子液体；