学基金摘要离子液体被称作绿色溶剂，具有优良的可设计性。在普通的离子液体基础上枝接特定的功能化基团，可得到具有优良性能的新型离子液体，从而可以应用到不同的领域。三联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。本论文研究开发了几种含乙烯基的聚三联吡啶功能化离子液体，讨论其不同性能，研究内容如下合成了高纯度的溴甲基苯基三联吡啶，在此基础上合成出含乙烯基的三联吡啶功能化离子液体单体。将与进行离子交换反应，得到含不同阴离子的单体。将上述单体以做引发剂，在适当条件下进行聚合反应，得到三联吡啶功能化聚离子液体，。三联吡啶功能化聚离子液体与配位后可制备出稀土聚三联吡啶离子液体发光材料，利用荧光光谱，红外光谱，热重分析，扫描电镜以及凝胶色谱对其结构和性能进行了研究。关键词功能化离子液体，三联吡啶，聚合物，稀土，发光第章绪论离子液体研究进展引言离子液体概念与发展功能化离子液体三联吡啶功能化离子液体的研究聚离子液体的研究稀土元素及其有机配合物稀土元素简介常用的有机配体简介稀土有机配合物与传能机理稀土功能化离子液体本课题的研究内容及创新点本课题的选题意义与创新点本论文的研究内容第二章实验部分实验药品及仪器实验药品及试剂溶剂和试剂的处理实验仪器产物的表征与分析方法实验中所用溶液配制以及中间化合物的合成稀土三联吡啶功能化聚离子液体的制备三联吡啶功能化离子液体单体的制备，聚离子液体及其发光材料的制备聚离子液体及其发光材料的制备聚离子液体及其发光材料的制备第三章稀土三联吡啶功能化聚离子液体的表征稀土三联吡啶功能化聚离子液体及发光材料的制备过程稀土三联吡啶功能化聚离子液体及发光材料的表征核磁分析凝胶色谱分析红外分析热重分析扫描电镜样品照片紫外分析荧光分析本章小结第四章结论参考文献致谢攻读学位期间所取得的相关科研成果专业名词缩写表四氢呋喃，二甲基甲酰胺二甲基亚砜溴代琥珀酰亚胺过氧化二苯甲酰偶氮二异丁腈镧系元素对甲苯基三联吡啶双三氟甲烷磺酰亚胺锂河北工业大学硕士学位论文第章绪论离子液体研究进展引言大多数化学反应是在溶剂中进行的，相对于常规的有机溶剂来说，离子液体摒弃了有机溶剂易燃易挥发毒性大的缺点，它的强选择性可忽略的蒸汽压低等优点，使其作为清洁的溶剂已成为新的研究趋势。由于离子液体完全由有机正离子和无机或有机负离子组成，具有优良的可设计性，因此，离子液体又被称作绿色设计者溶剂。离子液体独特的物理化学性能，使其在分离有机合成烷基化氢化酯化聚合电化学以及日益受到重视的生物质转化等领域同样具有极大的应用潜力。离子液体概念与发展室温离子液体般是由特定的体积相对较大的结构不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子构成的图在室温或近于室温下呈液态的物质。离子液体般具有比较独特的物理和化学性质，比如不可挥发性不可燃烧热稳定性高相稳定性高蒸汽压很低热容量很大电化学窗口很宽溶解性能好萃取能力高等。如此以来，离子液体作为新型的绿色溶剂，其研究迅速展开。年，等报道的硝酸乙基胺是第个在室温下呈液体的有机盐类，它的熔点为。到了世纪年代，等把甲基吡啶加入中，找到了种电解的温和条件，成为我们今天所说的离子液体的原型，其缺点是遇水反应容易形成具有腐蚀性的。直到年，等合成了由咪唑阳离子与，阴离子构成的对水和空气都很稳定的离子液体。此后，人们才合成出了大量由不同阳离子和阴离子组成的离子液体，随着绿色化学的提出，关于离子液体的研究在世界范围发展开来。图常见离子液体的阴阳离子三联吡啶功能化聚离子液体的合成与表征功能化离子液体在离子液体中嫁接各种官能团，实现离子液体的功能化以满足特定的需求，是当今离子液体研究的前沿。根据离子液体优越的可设计性，为了满足专性要求而研制出的新离子液体就是功能化的离子液体，方面包括针对离子液体物理性质例如液态范围传导能力流动性等的功能化另方面针对离子液体化学性质例如酸性极性手性配位能力溶解性的功能化。将官能团接枝到离子液体自身的阳离子或阴离子的结构上来，便可实现功能化的离子液体的合成，比如图为氨基功能化离子液体的制备方法。不同功能化的离子液体的合成，可以将催化剂有机的卤化物有机酸的卤化物卤化的羧酸或其衍生物卤代醇等功能团，键合到离子液体的阴离子或者阳离子上来实现。此外，引入定的官能团还可以使离子液体具备优越的独特性能，比如酰胺胺乙醚酸腈咪唑阳离子吡啶阳离子含氟的阴离子等都可以作为特定官能团引入到离子液体当中，合成的离子液体不但可以作为可替代的绿色溶剂，还可作为有机反应中的试剂和催化剂，具有很大应用价值。图氨基功能化的离子液体的制备功能化离子液体的特性如熔点热稳定性黏度密度亲水性等，可通过阴阳离子的调配加以改变，并且可以在很大范围内改变。下面利用些性能参数来证明离子液体结构面貌及物理化学性能间的关系。熔点离子液体的基本要求是熔点低，大部分在室温条件下为液体。在以往考察过的以氯离子为阴离子的不同阳离子的离子液体中，阳离子的结构特性对其熔点影响很大。阳离子结构的对称性越低，阴离子体积越大，离子液体的熔点就较低。般来说，低熔点离子液体的阳离子具有以下特征低对称性弱分子间力和阳离子电荷均匀分布。反之，阳离子对称性强，则熔点会变高，例如本论文中考察的含乙烯基的三联吡啶功能化离子液体，在室温就是粉末状态，其熔点高达。热稳定性离子液体的热稳定性受到杂原子碳原子作用力和杂原子氢键作用力影响，所以和组成离子液体的阴阳离子的结构性质密切相关，同时也与组成有很大关系，位上被烷基取代时较稳定。离子液体中水的含量也对稳定性略有影响。密度在通过比较不同取代基咪唑的氯铝酸盐的密度后发现，有机阳离子越大，离河北工业大学硕士学位论文子液体密度越小。这样我们就可以通过设计阳离子的结构来对离子液体的密度进行较小的改变。而阴离子对离子液体的影响则是，通常阴离子越大，离子液体密度越大。所以我们在合成和选择离子液体时，可以根据实际应用中的范围要求，对离子液体进行选择和改变。三联吡啶功能化离子液体的研究年，等人用无水三氯化铁作催化剂，由吡啶为基础原料制备得到了三联吡啶，图为合成三联吡啶及溴化三联吡啶的路线，他们还首次发现了三联吡啶金属配合物。三联吡啶及其衍生物，具有给电子能力和受电子能力，并且能够与多种金属离子形成稳定的配合物，成为现代配位化学中应用广泛的类螯合配体。图合成三联吡啶及溴化三联吡啶的路线将咪唑阳离子上枝接三联吡啶取代基，可得到三联吡啶功能化离子液体如图为三联吡啶咪唑盐的合成路线。通过改变咪唑环上的碳链长或者阴离子，可以得到系列性状不同的离子液体，根据其状态不同热稳定性不同玻璃态转变温度不同，三联吡啶功能化离子液体可应用在分子电子学传感器超分子化学聚合物的制备等方面。图三联吡啶咪唑盐的合成三联吡啶功能化聚离子液体的合成与表征聚离子液体的研究聚离子液体是由离子液单体图为离子液单体的存在形式聚合而成的高分子，它们不是离子液单体结构的简单组合，而是能够产生新的独特性能，比如更高的机械稳定性改进工艺的能力耐久性等。图离子液单体的存在形式。代表单体中能发生聚合反应的基团近年来，凝胶聚合物电解质在电化学器件等方面的应用研究受到广泛关注，它们具有相对较高的离子电导率，可以应用在传感器太阳能电池电容器二氧化碳吸收等方面。利用离子液体与交联剂如乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚形成的聚合物，可以用作二氧化碳的环加成反应的催化剂，因其具有热敏性图为聚离子液体凝胶的热敏性，通过过滤便可与产物分离。图聚离子液体凝胶的热敏性但是，凝胶聚合物电解质在安全性能方面漏液易爆炸等缺点，而聚合物固体电解质能够很好地克服这些缺点。研究发现，含乙烯基咪唑基团的小体积离子液体的聚合反应容易进行图为乙烯基咪唑的离子液单体的聚离子液体合成路线，但低分子量的咪唑类的离子液体不适合用在诸多电化学器件当中，因为它熔点比较低，在较高温度下工作时就容易变成液态，从而增加了泄漏的风险，并且会破坏系统的稳定性。经研究，含乙烯基的三联吡啶的聚合反应的实现也是可能的图为，乙烯基，三联吡啶的自聚反应，当前对此类聚离子液的研究甚少，于是我们想到了使两者结合起来，制备聚合物固体电解质图为本论文三联吡啶功能化聚离子液河北工业大学硕士学位论文体的合成路线。图基于乙烯基咪唑的离子液单体的聚离子液体合成路线，图，乙烯基，三联吡啶的自聚反应图三联吡啶功能化聚离子液体的合成路线稀土元素及其有机配合物稀土元素简介我国是世界稀土资源最丰富的国家，占世界储量的，在稀土研究方面有着得天独厚的优势。稀土元素是指化学周期表中Ⅲ族，号元素钪号元素钇和的镧系元素即镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥，共个元素。镧系原子通用的电子结构为，其中，它们的未填充满的电子在不同能级间的跃迁产生了大量的吸收和荧光光谱信息。但是，稀土离子的跃迁为三联吡啶功能化聚离子液体的合成与表征禁戒跃迁，因此在可见区域和紫外区域均表现出较弱地吸收，导致单的稀土离子发光般相对比较弱。但将稀土离子和有机配体发生络合后，得到稀土有机配合物的时候，因为有机配体常常在紫外区有比较大地吸收，并且通过有效分子内的传能过程，将它激发态能量传递到稀土离子发射能级，从而便可以使稀土离子特征发射的强度大大地提高，即所谓的天线效应。稀土离子及其化合物，不仅对动植物生长具有定的促进作用，而且具有显著地抗凝血抗炎抑菌抑制肿瘤细胞的生长等作用，比如，因其最多的自旋轨道单电子之优势，其配合物可以被用作核磁共振手段诊断过程的造影剂，而和离子的荧光特点，则常可用作研究各种各样的生物分子的结构及其功能地离子探针，此外，和等，能够发射特殊射线，而且具备合适地半衰期适中地能量等独特之处，其配合物在医学上常被用在肿瘤诊断和治疗之上。常用的有机配体简介目前文献中已报道的有机配体有二酮类氨基