專利名稱：稀土金屬離子液體及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類稀土金屬離子液體及其制備方法和用途，尤其是一類新型的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的離子液體以及該類離子液體的制備方法和用途，屬于稀土功能材料及其制備技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子液體是一種低溫熔融鹽，在接近室溫條件下(<150°C)，是完全由離子構(gòu)成的低粘度液體，離子液體一般由有機(jī)陽離子與無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成。離子液體是一種優(yōu)良的電解質(zhì)，到20世紀(jì)80年代中期，人們發(fā)現(xiàn)離子液體還可以作為一種新型溶劑和全新的催化材料，具有常用有機(jī)溶劑和傳統(tǒng)催化劑所無法比擬的性質(zhì)。離子液體具有高熱穩(wěn)定性、寬液態(tài)區(qū)間、可忽略蒸汽壓、極性可調(diào)等優(yōu)點，可提供非水環(huán)境，易于循環(huán)使用，具有很多分子化合物不可比擬的獨特性能。近年來隨著材料科學(xué)的蓬勃發(fā)展，離子液體的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，離子液體作為可設(shè)計的溶劑/軟材料已從早先的溶劑和電解質(zhì)迅速擴(kuò)展到催化劑、萃取劑、潤滑劑、色譜固定相、推進(jìn)劑、氣體吸收劑、磁性材料、光學(xué)材料等，它的用途覆蓋化學(xué)合成、分析測試、化工催化、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等諸多學(xué)科，引起了化學(xué)學(xué)科和工業(yè)界的廣泛重視。稀土金屬離子由于其獨特的4f層電子構(gòu)型，而具有優(yōu)異的催化性能、發(fā)光性能和磁學(xué)性能，在顯示、固體激光器、光纖、防偽、醫(yī)學(xué)、生物標(biāo)記、超導(dǎo)、強(qiáng)磁體等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價值。稀土金屬離子特殊的物理化學(xué)特性與離子液體結(jié)合在一起，將有望獲得新型液體材料。稀土金屬離子液體已經(jīng)被報道，其中硝酰稀土金屬鹽離子液體具有很好的水、潮濕穩(wěn)定性(G.H.Tao, Y.Huang, J.A.Boatz, J.M.Shreeve, Chem.Eur.J.2008,14，11167 - 11173)。但文獻(xiàn)報道的硝酰稀土金屬酸鹽離子液體不具有熒光和磁學(xué)特性，該研究只采用了三唑鎗和四唑鎗的陽離子，其合成的離子液體熔點較高，液態(tài)性質(zhì)較差，熱穩(wěn)定性不是很好。此外，其合成 方法需要比較復(fù)雜的制備過程和昂貴的脫水劑。而采用二烷基取代的咪唑或一烷基取代的吡啶為陽離子的離子液體通常都具有較好的穩(wěn)定性和流動性。有關(guān)本發(fā)明所涉及的低熔點高穩(wěn)定性的硝酰稀土金屬酸鹽離子液體至今尚未有報導(dǎo)，這類硝酰稀土金屬酸鹽離子液體的制備方法和用途也是本發(fā)明首次提及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一類新型的稀土金屬離子液體，并提供這類離子液體的制備方法和用途。本發(fā)明目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
本發(fā)明提供的稀土金屬離子液體，其陰離子結(jié)構(gòu)式為:(Ln[N03]6)3_。本發(fā)明提供的稀土金屬離子液體，其陽離子結(jié)構(gòu)式為:二烷基取代的咪唑[R1R2Im]+或一烷基取代的吡啶陽離子[RPy]+。
其中稀土離子Ln 為 La3+，Ce3+，Pr3+，Nd3+，Sm3+，Eu3+，Gd3+，Tb3+，Dy3+，Ho3+，Er3+，Tm3+，Yb3+或 Lu3+。其中R1、R2、R為氫原子或可有合適取代基的低級烴基，如:甲基，乙基，丙基，丁基，異丁基，己基，辛基，烯丙基，氰乙基，乙酸乙酯基等。本發(fā)明提供的稀土金屬離子液體的制備方法是:將稀土金屬硝酸鹽溶液以1:3的摩爾比加入到對應(yīng)的咪唑或吡啶硝酸鹽溶液中，攪拌均勻，反應(yīng)后除去溶劑，即得到稀土金屬尚子液體。上述可用溶劑可以是水、甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、乙酸乙酯等一種或幾種，優(yōu)選乙腈、水。 該反應(yīng)溫度為室溫飛O °C，優(yōu)選室溫；反應(yīng)時間為廣24 h。本發(fā)明提供的稀土金屬離子液體具體主要有:1，3-二甲基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C1Hiim]3(La[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C2mim]3(La[NO3]6)、1-甲基-3-丁基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C4mim]3(La[NO3]6)、1-甲基-3-己基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C6mim]3(La[NO3]6)、1-甲基_3_辛基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C8mim]3(La[NO3]6)、1-甲基-3-異丁基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體UC4mim]3(La[NO3]6)、1-甲基-3-(3-甲基丁基)咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[iC5mim]3(La[N03]6)、l_甲基-3-乙基咪唑六硝酸鈰鹽離子液體[C2mim]3(Ce[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鐠鹽離子液體[C2mim]3(Pr [NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸釹鹽離子液體[C2mim]3(Nd[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸釤鹽離子液體[C2mim]3(Sm[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[C2mim]3 (Eu[NO3]6)、1-甲基_3_乙基咪唑六硝酸釓鹽離子液體[C2mim] 3 (Gd [NO3] 6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鋱鹽離子液體[C2mim] 3 (Tb [NO3] 6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鏑鹽離子液體[C2mim]3(Dy[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸欽鹽離子液體[C2mim]3 (Ho [NO3]6)、1-甲基_3_乙基咪唑六硝酸鉺鹽離子液體[C2mim] 3 (Er [NO3] 6)、1-甲基_3_乙基咪唑六硝酸銩鹽離子液體[C2mim] 3 (Tm[NO3] 6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鐿鹽離子液體[C2mim]3(Yb[NO3]6)、1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸镥鹽離子液體[C2mim]3(Lu[NO3]6)、1-乙基_3_烯丙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[C2aim] 3 (Eu [NO3] 6)、1-甲基_3_氰乙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[NCC2mim] 3 (Eu [NO3] 6)、1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[EtOCOCiminJjEumO^e)、1-乙基吡啶六硝酸釤鹽離子液體[C2Py] 3 (Sm[NO3] 6)、1-丙基吡啶六硝酸銪鹽離子液體[C3Py] 3 (Eu [NO3] 6)、1- 丁基吡啶六硝酸鏑鹽離子液體[C4Py] 3 (Dy [NO3] 6)。本發(fā)明提供的稀土金屬離子液體及其制備與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著效果:1、本發(fā)明提供的是一類新型的離子液體，開發(fā)了離子液體的新品種。2、原料較易獲得，制備簡便，所需設(shè)備簡單，因此制備成本低，適宜大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。3、該制備方法在離子液體的陰離子組分通過硝酸配體直接引入稀土金屬組分、提高了稀土金屬離子在液態(tài)體系中的濃度，從而提供了一種簡單、高效、綠色的工藝得到高濃度稀土的液體材料。4、所得稀土金屬離子液體可以具有發(fā)光特性，發(fā)光色彩豐富，色純度高，熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性強(qiáng)，熒光壽命長，量子效率高，是一種很有價值的光學(xué)軟材料，可廣泛應(yīng)用于顯示，固體激光器，光波導(dǎo)放大，防偽，醫(yī)學(xué)，生物標(biāo)記等領(lǐng)域。5、所得稀土金屬離子液體可以具有順磁特性，可以實現(xiàn)單一組分的液體磁性材料，而不必額外添加具有強(qiáng)磁性的小顆粒，從而避開磁性固體不易溶解的難題，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，是一種很有價值的液體磁體，可廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)、強(qiáng)磁體、屏蔽材料等領(lǐng)域。
具體實施例方式實施例1:1，3- 二甲基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C1Hiim] 3 (La[NO3]6)
將8.42 g (53.0 mmol) 1,3-二甲基咪唑硝酸鹽和7.64 g (17.7 mmol)六水合硝酸鑭加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到白色粉末狀固體1，3_二甲基咪唑硝酸鑭鹽離子液體14.01 g，產(chǎn)率:99%。產(chǎn)物用乙腈/乙酸乙酯重結(jié)晶，得到無色透明晶體。晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系/%/c點群。實施例2:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C2mim] 3 (La[NO3]6)
將4.67 g (27.0 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和3.90 g (9.0 mmol)六水合硝酸鑭，加10 mL乙腈完全溶解后，加入30 mL乙酸乙酯，在40 ° C條件下反應(yīng)10 h。分離產(chǎn)物并蒸干溶劑，得到無色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鑭鹽離子液體6.99 g，產(chǎn)率:92%。實施例3:1-甲基-3- 丁基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C4mim] 3 (La[NO3]6)
將6.45 g (32.1 mmol)1-甲基-3-丁基咪唑硝酸鹽和4.63 g (10.7 mmol)六水合硝酸鑭加入到50 mL甲醇中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到無色液體1-甲基-3-丁基咪唑硝酸鑭鹽離子液體9.80 g，產(chǎn)率:99%。
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實施例4:1-甲基-3-己基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C6mim] 3 (La[NO3]6)
將7.52 g (32.8 mmol)1-甲基-3-己基咪唑硝酸鹽和4.73 g (10.9 mmol)六水合硝酸鑭，加10 mL乙腈完全溶解后，加入40 mL乙酸乙酯，在60 ° C條件下反應(yīng)6 h。分離產(chǎn)物并蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-己基咪唑硝酸鑭鹽離子液體10.63 g，產(chǎn)率:96%。實施例5:1-甲基-3-辛基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[C8mim] 3 (La [NO3] 6)
將6.90 g (26.8 mmol)的1-甲基-3-辛基咪唑硝酸鹽和3.85 g (8.9 mmol)六水合硝酸鑭加入到50 mL甲醇中，在室溫條件下反應(yīng)10 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-辛基咪唑硝酸鑭鹽離子液體9.70 g，產(chǎn)率:99%。實施例6:1_甲基-3-異丁基咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[iC4mim] 3 (La [NO3] 6)
將7.23 g (36.0 mmol)的1-甲基_3_異丁基咪唑硝酸鹽和5.20 g (12.0 mmol)的六水合硝酸鑭，加20 mL乙腈完全溶解后，加入30 mL乙酸乙酯，在室溫條件下反應(yīng)24 h，分離產(chǎn)物并蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-異丁基咪唑硝酸鑭鹽離子液體10.46 g，產(chǎn)率:94%ο實施例7:1_甲基-3-(3-甲基丁基)咪唑六硝酸鑭鹽離子液體[i C5mim] 3 (La [NO3] 6)
將 5.26 g (24.5 mmol)1-甲基 _3_ (3-甲基丁基)咪唑硝酸鹽和 3.53 g (8.2 mmol)六水合硝酸鑭，加入到50 mL甲醇中，在50 ° C條件下反應(yīng)10 h，蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-(3-甲基丁基)咪唑硝酸鑭鹽離子液體7.82 g，產(chǎn)率:99%。
實施例8:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鈰鹽離子液體[C2mim] 3 (Ce [NO3]6)
將13.41 g (77.5 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和11.22 g (25.8 mmol)六水合硝酸鈰，加入到50 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鈰鹽離子液體21.62 g，產(chǎn)率:99%。實施例9:1_甲基-3-乙基咪唑六硝酸鐠鹽離子液體[C2mim] 3 (Pr [NO3]6)
將3.12 g (18.0 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和2.61 g (6.0 mmol)六水合硝酸鐠，加入到30 mL水中，在室溫條件下反應(yīng)I h，蒸干溶劑，得到淺綠色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鐠鹽離子液體5.03 g，產(chǎn)率:99%。實施例10:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸釹鹽離子液體[C2mim] 3 (Nd[NO3]6)
將4.93 g (28.5 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和4.16 g (9.5 mmol)六水合硝酸釹，加入到40 mL甲醇中，在室溫條件下反應(yīng)8 h，蒸干溶劑，得到淡紫色固體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸釹鹽離子液體7.98 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:1045 nm):200^600 nm ；發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:581 nm):895 nm, 1045 nm, 1313 nm ;壽命:0.17 ms，量子效率:8.5 %。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例11:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸釤鹽離子液體[C2mim] 3 (Sm[NO3]6)
將6.48 g (37.5 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和5.55 g (12.5 mmol)六水合硝酸釤，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸釤鹽離子液體10.57 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:607 nm):200 600 nm ;發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:323 nm):569 nm, 607 nm, 648 nm, 715 nm, 954 nm,1049 nm, 1192 nm, 1425 nm ;壽命:90 us。實施例12:1_甲基-3-乙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[C2mim] 3 (Eu [NO3]6)
將2.78 g (16.1 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和2.39 g (5.4 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL甲醇中，在室溫條件下反應(yīng)6 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸銪鹽離子液體4.54 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:615 nm):200 600 nm ；發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:320 nm): 582 nm, 595 nm, 615 nm, 654 nm, 702 nm;壽命:1.2ms，量子效率:65.3 %。實施例13:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸釓鹽離子液體[C2mim] 3 (Gd[NO3]6)
將3.26 g (18.8 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和2.83 g (6.3 mmol)六水合硝酸釓，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸釓鹽離子液體5.36 g，產(chǎn)率:99%。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例14:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸鋱鹽離子液體[C2mim] 3 (Tb [NO3]6)
將4.14 g (23.9 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和3.61 g (8.0 mmol)六水合硝酸鋱，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鋱鹽離子液體6.82 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:795nm):200^600 nm ；發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:325 nm):795 nm, 1467 nm。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例15:1_甲 基-3-乙基咪唑六硝酸鏑鹽離子液體[C2mim] 3 (Dy [NO3]6)
將2.56 g (14.8 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和2.25 g (4.9 mmol)六水合硝酸鏑，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鏑鹽離子液體4.24 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:574 nm):200^600nm ;發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:325 nm):481 nm, 574 nm, 662 nm, 834 nm, 922 nm, 998 nm, 1064nm, 1377 nm ;壽命:22 us。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例16:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸欽鹽離子液體[C2mim] 3 (Ho [NO3]6)
將3.73 g (21.6 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和3.18 g (7.2 mmol)五水合硝酸欽，加入到30 mL水中，在室溫條件下反應(yīng)2 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸欽鹽離子液體6.20 g，產(chǎn)率:99%。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例17:1_甲基-3-乙基咪唑六硝酸鉺鹽離子液體[C2mim] 3 (Er [NO3]6)
將2.94 g (17.0 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和2.61 g (5.7 mmol)六水合硝酸鉺，加入到30 mL異丙醇中，在室溫條件下反應(yīng)16 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鉺鹽離子液體4.88 g，產(chǎn)率:99%。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。實施例18:1_甲基-3-乙基咪唑六硝酸銩鹽離子液體[C2mim] 3 (Tm[NO3]6)
將3.68 g (21.3 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和3.33 g (7.1 mmol)六水合硝酸銩，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸銩鹽離子液體6.18 g，產(chǎn)率:99%。實施例19:1_甲基-3-乙基咪唑六硝酸鐿鹽離子液體[C2mim] 3 (Yb [NO3]6)
將3.81 g (22.0 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和3.30 g (7.3 mmol)五水合硝酸鐿，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鐿鹽離子液體6.39 g，產(chǎn)率:99%。激發(fā)光譜(檢測波長:983 nm):200^600 nm ；發(fā)射光譜(激發(fā)光譜:32 5 nm):983 nm ;壽命:14 us，量子效率:2.7 %。實施例20:1-甲基-3-乙基咪唑六硝酸镥鹽離子液體[C2mim] 3 (Lu [NO3]6)
將2.18 g (12.6 mmol)1-甲基-3-乙基咪唑硝酸鹽和1.97 g (4.2 mmol)六水合硝酸镥，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙基咪唑硝酸镥鹽離子液體3.66 g，產(chǎn)率:99%。實施例21:1_乙基-3-烯丙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[C2aim]3(Eu[N03]6)
將3.38 g (17.0 mmol)1-乙基-3-烯丙基咪唑硝酸鹽和2.53 g (5.7 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-乙基-3-烯丙基咪唑硝酸銪鹽離子液體5.24 g，產(chǎn)率:99%。實施例22:1_甲基-3-氰乙基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[NCC2mim]3(Eu[N03]6)
將2.46 g (12.4 mmol)1-甲基_3_氰乙基咪唑硝酸鹽和1.85 g (4.1 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-氰乙基咪唑硝酸銪鹽離子液體3.83 g，產(chǎn)率:99%。實施例23:1_甲基-3-乙酸乙酯基咪唑六硝酸銪鹽離子液體[EtOCOC1Iiiim] 3 (Eu [NO3J6)
將3.89 g (16.8 mmol)1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑硝酸鹽和2.50 g (5.6 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑硝酸銪鹽離子液體5.72 g，產(chǎn)率:99%。實施例24:1_乙基吡啶六硝酸釤鹽離子液體[C2Py] 3 (Sm[NO3] 6)將3.62 g (21.3 mmol)1-甲基-3-乙基吡啶硝酸鹽和3.16 g (7.1 mmol)六水合硝酸釤，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-乙基吡啶硝酸釤鹽離子液體5.95 g，產(chǎn)率:99%。實施例25:1-丙基吡啶六硝酸銪鹽離子液體[C3Py] 3 (Eu [NO3] 6)
將5.23 g (28.4 mmol)1-丙基吡啶硝酸鹽和4.22 g (9.5 mmol)六水合硝酸銪，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-丙基吡啶硝酸銪鹽離子液體8.34 g，產(chǎn)率:99%。實施例26:1- 丁基吡啶六硝酸鏑鹽離子液體[C4Py] 3 (Dy [NO3] 6)
將2.95 g (14.9 mmol)1-丁基吡啶硝酸鹽和2.28 g (5.0 mmol)六水合硝酸鏑，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h，蒸干溶劑，得到淺黃色液體1-丁基吡啶硝酸鏑鹽離子液體4.64 g，產(chǎn)率:99% 。該離子液體用磁鐵檢驗具有明顯順磁性。
權(quán)利要求
1.一類稀土金屬離子液體，其組成為Cat+3(Ln[N03]6)3_。
2.如權(quán)利要求1中所述稀土金屬離子液體，其陽離子Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im]+或一烷基取代的吡啶陽離子[RPy]+。
3.如權(quán)利要求1中所述稀土金屬離子液體，其稀土離子Ln為La3+，Ce3+，Pr3+，Nd3+，Sm3+, Eu' GcT, Tb3+, Dy3+, Ho' Er' Tm3+, Yb3+或 Lu3+。
4.如權(quán)利要求1中所述稀土金屬離子液體Cat+3(Ln [NO3] 6)3_的制備方法，其特征為:將稀土金屬硝酸鹽溶液以1:3的摩爾比加入到對應(yīng)的咪唑或吡啶硝酸鹽離子液體Cat+N03_溶液中，攪拌均勻，反應(yīng)后除去溶劑，得到稀土金屬離子液體Cat+3 (Ln [NO3] 6) 3_。
5.如權(quán)利要求4中所述稀土金屬離子液體的制備方法，其陽離子Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im]+或一烷基取代的吡啶陽離子[RPy] +。
6.如權(quán)利要求4中所述稀土金屬離子液體的制備方法，其稀土離子Ln為La3+，Ce3+，Pr3+, NcT, Sm3+, Eu' Gd3+, Tb' Dy' Ho' Er3+, Tm3+, Yb3+或 Lu3+。
7.如權(quán)利要求4中所述 稀土金屬離子液體的制備方法，其溶劑可以是水、甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、乙酸乙酯等一種或幾種，優(yōu)選乙腈、水；反應(yīng)溫度為室溫飛O °C，優(yōu)選室溫；反應(yīng)時間為Γ24 h。
8.如權(quán)利要求1中所述稀土金屬離子液體的用途，其稀土離子Ln為Nd3+，Sm3+，Eu3+，Gd3+，Tm3+，Dy3+，Ho3+，Er3+或Yb3+時，所得離子液體具有發(fā)光性能，可用于發(fā)光軟材料。
9.如權(quán)利要求1中所述稀土金屬離子液體的用途，其稀土離子Ln為Pr3+，Nd3+，Sm3+，Eu3+，Gd3+，Tm3+，Dy3+，Ho3+，Er3+或Yb3+時，所得離子液體具有磁性特征，可用于液體磁性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類新型的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的離子液體以及該類離子液體的制備方法和用途，屬于稀土功能材料及其制備技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明將稀土金屬硝酸鹽溶液以1:3的摩爾比加入到對應(yīng)的咪唑或吡啶硝酸鹽離子液體溶液中，反應(yīng)后除去溶劑，即得到稀土金屬離子液體。制得的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的離子液體是一類穩(wěn)定性好的稀土金屬離子液體，它們具有離子液體特性的同時也可以具有稀土金屬的優(yōu)點，可以具有發(fā)光特性和磁性，且所需成本低，制備簡便，產(chǎn)品純度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，提供了一種簡單、高效、綠色的工藝得到高濃度稀土的液體發(fā)光材料/液體磁性材料。
文檔編號C07D233/56GK103073500SQ20131000278
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者陶國宏, 何玲, 季順平 申請人:四川大學(xué)