[发明专利]新型稀土／三联吡啶功能化离子液体发光材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备新型稀土/三联吡啶功能化离子液体的方法，具体为一种可用作杂环取代离子液体化合物及稀土化合物的制备方法。

技术背景

离子液体具有选择性高、可忽视的蒸汽压、不可燃、热稳定性好、溶解能力强，且可通过结构的改变来调变自身性质的特点。进入21世纪，离子液体的研究进入一个新阶段，即由最初的代替传统有机溶剂，发展为以追求高效性、高针对性等为研究目的。可见人们对离子液体的认知逐步趋于成熟，离子液体在分离、有机合成、电化学等领域表现出优异的性能，得到广泛的应用。

离子液体还有其它物性如粘度、挥发度、电化学性质等，在此就不逐一介绍。通过研究发现离子液体的物性均与阴阳离子的类型有关，通过调变阴阳离子类型，改变离子液体的性质性状，使之更好的为我们服务。三联吡啶功能化离子液体的三个吡啶环形成一个大二共轭体系，具有很强的给电子能力，配合物中存在金属到配体的d-π*反馈成键作用，从而与大多数金属离子均形成稳定结构的配合物。对三联吡啶的修饰（即增加取代基）是研究重点之一。增加取代基能够改善三联吡啶的配位能力以及光电性质，成为广泛构筑各种功能化合物的基本单元；其次，取代基能赋予其优良的性质。尤其是在中心吡啶环的对位即4'位置进行修饰是重点之一。这样增加的取代基能够与三联吡啶处于同一条直线上，有利于分子内能量与电子的传递

稀土离子具有独特的4f层电子构型，4f电子不同的运动方式使稀土具有不同于周期表中其他元素的光、磁和电学等物理和化学特性，稀土元素的特殊电子构型使它们被誉为新材料的宝库。

稀土/三联吡啶功能化离子液体这类新材料的研究尚处于起步阶段，我们课题组将稀土掺杂在离子液体中制备一系列发光软材料，无论在理论上还是在实践中都是一个值得探索的课题。

发明内容

本发明的目的是：合成一种新型稀土/三联吡啶功能化离子液体发光材料。针对当前稀土/离子液体材料存在的稀土化合物的掺杂浓度太低、发光性能差等缺点，提供一种稀土/三联吡啶功能化离子液体发光材料的制备方法。该方法是用烷基咪唑取代4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶上的溴，同时通过改变甲基咪唑羧酸离子液体的阴离子和稀土氧化物从而制备出各种不同的稀土/三联吡啶功能化离子液体发光材料。一方面三联吡啶的三个吡啶环由于形成一个大二共轭体系，具有很强的给电子能力，配合物中存在金属到配体的d-π*反馈成键作用，所以三联吡啶功能化离子液体能够和稀土离子配位形成稳定结构的金属配合物。另一方面增加取代基能够改善三联吡啶的配位能力以及光电性质，尤其是在中心吡啶环的对位即4'位置进行修饰，这样增加的取代基能够与三联吡啶处于同一条直线上，使得它能够吸收能量并能够将其所吸收的能量传递给稀土离子，因此我们将烷基咪唑嫁接到4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶上从而制备新型发光材料。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案：

一种新型稀土/三联吡啶功能化离子液体发光材料，该材料的结构式为：

其中Y^-为Br^-（溴离子）、[BF₄]^-（四氟硼酸根离子）、[PF₆]^-(六氟磷酸根离子）或[Tf₂N]^-（双三氟甲烷磺酰亚胺根离子）；n=0~15；

稀土离子Ln为Tb³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺或Dy³⁺。

上面所述的稀土/三联吡啶功能化离子液体发光材料的制备方法为：

按摩尔比甲基咪唑羧酸离子液体：稀土氧化物=6:1的配比，将两者的混合物加入反应器中，以乙醇和水为溶剂反应，然后旋蒸干燥得产品记为：Ln/[Carb-C₁mim]Y；

按摩尔比烷基链咪唑（C_mH_2m+1-imidazole）：4'-(4-溴甲基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶=1.2:1的配比，以乙腈为溶剂将两化合物在反应器中反应24h，然后旋蒸提纯得三联吡啶功能化离子液体记为Ter-ILC_n+1(n=0~15)；