双羧基咪唑类功能化离子液体及其稀土金属配合物的合成、结构和性质研究
作为人们普遍关注的新型可设计性溶剂，离子液体有着广泛的研究和应用价值。设计合成功能化的离子液体并开发其应用是目前研究者们关注的热点问题之一。本文通过向离子液体的咪唑阳离子引入羧基，培养了一系列双羧基咪唑类功能化离子液体的单晶，测定了其晶体结构、热稳定性以及水溶性等物理化学性质。探讨了部分羧基功能化离子液体单晶到单晶的转化过程。利用水热合成法培养了一系列咪唑羧酸稀土金属配合物，并选取铕和铽的配合物为研究对象，合成相应的复合型功能材料，测定了其荧光特性，为稀土发光材料的制备提供了理论基础。论文的具体工作如下: 1.制备了1，3-二羧甲基咪唑硝酸盐离子液体(BCINO3)，通过单晶X-射线衍射、红外光谱和拉曼光谱进行表征与分析。在振动光谱和微观结构的基础上分析了其晶体结构和氢键类型，探讨了强氢键O-H...O和弱氢键C-H...O在固体状态下的共存，利用TG-DSC技术对其热稳定性及分解过程进行了研究。 2.双三氟甲基磺酰亚胺(TFSI)是形成疏水性的离子液体中常见的阴离子之一。通过向咪唑阳离子上引入羧基，我们合成了亲水性的1，3-二羧甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐离子液体(BCITFSI)。在B3LYP/6-311++G(d，p)水平上对阴、阳离子组成的离子对进行构型优化，确定了最稳定构型。此外，我们还对其晶体结构、振动光谱、物理-化学性质(如热稳定性、pKa和水溶性)进行了研究。结果证实通过适当改变阳离子的结构从而实现离子液体的可调控性，使其成为“可设计性溶剂”。 3.在研究离子液体晶体结构的过程中我们发现，两种离子液体1，3-二羧甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐和N-羧甲基-N-甲基吡咯溴盐，都存在单晶到单晶的转化过程，且不同晶体结构形式之间的差异在于氢键形式的不同。利用红外和拉曼技术可实现对不同的氢键形式的光谱指认，并对它们的热稳定性差异进行了比较。 4.选用配体1，3-二羧甲基咪唑溴盐[CH2COOHmimCH2COOH]Br与三种稀土离子(Eu、 Tb、Ho)，利用水热合成法制备稀土金属-有机骨架配合物，并通过单晶结构衍射、红外光谱、热重分析、X-射线衍射和荧光光谱等技术对配合物进行了结构测试和性质表征。实验结果表明，这类稀土金属配合物具有独特的结构，并且表现出了良好的荧光性能，可以应用于发光材料的制备。将1，3-二羧甲基咪唑溴盐进一步用于制备稀土复合型功能材料，根据加入有机物质的不同，复合材料的荧光性能也发生了相应的改变。这类材料的制备不仅是科研工作者研究的一个热点，并且具有一定的应用价值，为今后该类稀土发光材料的制备及应用提供了理论基础。
稀土发光材料;制备工艺;羧基功能化离子液体;咪唑阳离子;荧光特性
河南师范大学
硕士
物理化学
轩小朋
2016
中文
TB342
85
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）