[发明专利]一种功能化聚离子液体及其金属发光材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备功能化聚离子液体及其发光材料的方法，具体为一种可用作杂环取代聚离子液体化合物及金属配合物的制备方法。

技术背景

离子液体拥有独特的、不可比拟的优点，如蒸汽压低、不挥发、不可燃、热容量大、离子导电率高、电化学窗口宽、物质溶解性好、萃取能力好、相稳定性好、热稳定性好、水稳定性好、酸碱稳定性好等，在较宽范围内可调控其物理化学性能，鉴于这种可调控性，离子液体被称为“绿色设计者溶剂”。

稀土的发光和激光性能都是由于稀土的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的。由于稀土离子具有丰富的能级和4f电子跃迁特性，使稀土成为发光宝库，为高科技领域特别是信息通讯领域提供了性能优越的发光材料。稀土发光材料的优点是吸收能力强，转换率高，可发射从紫外到红外的光谱，尤其是在可见光区域，有很强的发射能力，且物理化学性质稳定。

当前文献中对聚离子液体的报道[Yubing Xiong，etl.Angew.Chem.Int.Ed.2012，51，9114–9118]，对大环（如含乙烯基的三联吡啶）的有机配体，聚离子液体与金属配位制备发光材料的研究，尚属研究的前沿阶段。

含乙烯基的三联吡啶功能化离子液体聚合产物，阳离子中的吡啶基团能够吸附金属离子，可以与金属离子进行配位制备发光材料，且配位前后形貌不同。阴离子可以进行离子交换，通过离子交换也可以改变聚离子液体的形貌。含有乙烯基的三联吡啶功能化离子液体，因含有特殊的大基团阳离子，其聚合方面研究尚处于起步阶段，我们课题组将该离子液体进行聚合，并将金属离子掺杂到其中，制备一系列发光材料，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：提供一种功能化聚离子液体及其发光材料，并通过控制反应条件如溶剂、单体浓度、引发剂的量等，得到不同聚合度和不同形貌的聚合产物，在此基础上与金属配位，可以得到一种聚功能化离子液体/金属发光材料的制备方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案：

一种功能化聚离子液体，该聚离子液体的结构式为如下：

其中，X^-为Br^-、[BF₄]^-、[PF₆]^-或[Tf₂N]^-，n＝70~90。

所述的功能化聚离子液体的制备方法，包括以下步骤：

其中，所述的X^-为Br^-的聚离子液体的制备方法为：

（1）按摩尔比乙烯基咪唑：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，然后离心提纯，干燥得含乙烯基的三联吡啶功能化离子液体，记为Tervi[Br]；

（2）将Tervi[Br]单体溶解在甲醇中，该单体浓度为50g/L~100gL，再加入引发剂偶氮二异丁腈（AIBN），引发剂的量占Tervi[Br]单体的质量百分数为3%~5%，体系在N₂保护下，90℃下反应28小时，加乙醚，使产物沉淀出来，离心得沉淀物，用乙醚洗涤沉淀物三次，干燥得到X^-为Br^-的聚离子液体，记为PTervi[Br]；

所述的X^-为Br^-、[BF₄]^-、[PF₆]^-或[Tf₂N]^-的聚离子液体的制备方法为以下任意两种方法之一：

方法一：

（1）、（2）同上面X^-为Br^-的聚离子液体的制备方法步骤中的（1）和（2）；

（3）将按照X^-为Br^-的聚离子液体制备方法中的步骤（2）中得到的PTervi[Br]完全溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入物质B，在室温搅拌36小时，离心分离出沉淀，用双蒸水洗涤沉淀，干燥得[PF₆]^-、[BF₄]^-或[Tf₂N]^-为阴离子的含乙烯基的三联吡啶功能化聚离子液体，记为PTervi[X]；其摩尔配比为物质B：取代基X为Br时离子液体=1~2：1；