含稀土新型羧基功能化离子液体的合成与发光性能研究

Ionic liquids containing rare earth have attracted considerable attention due to combining both the unique physical and chemical properties of ionic liquids and the fascinating optical properties of rare earth make them useful in a wide range of potential applications that includes organic synthesis, catalysis, electrochemistry, optical materials, and so on. In this project, based on designability of ionic liquids and coordination features of rare earth ion., we will be focused on regulating luminescent properties and increasing rare earth of concentration by incorporation of different structure of aromatic carboxylic acids as sensitizer as well as by the choice of different anions. The relationship between the luminescent properties and structure will be studied in detail by characterizing the structure, thermal behavior and luminescent properties of ionic liquids containing rare earth. The influence factors of the luminescent properties and structure of ionic liquids containing rare earth will also be also clarified. The results of this project are helpful for developing new carboxyl functionalized ionic liquids containing rare earth with high quantum efficiency and long lifetime as promising novel soft luminescent materials and can provide theory and application foundation.

含稀土离子液体由于兼具稀土优异的发光特性和离子液体独特的物理化学性质，以及在有机合成、催化、电化学和光学材料等领域的广泛潜在应用，引起了人们的广泛关注。本项目的研究重点是利用离子液体的“可设计性”和稀土离子的配位特征，采用在阳离子配体上引入不同芳香环羧酸作为敏化基团和选择形状大小不同的阴离子，来调控含稀土离子液体的发光性能和提高稀土的掺杂量。通过对含稀土离子液体的结构、热行为和发光性能进行系统表征，详细考察含稀土离子液体发光性能与结构之间的关联；阐明影响含稀土离子液体的发光因素；为开发具有应用前景的发光效率高、荧光寿命长的含稀土羧基功能化离子液体作为新型发光“软材料”提供理论和应用基础。

在国家自然科学基金青年科学基金项目“含稀土新型羧基功能化离子液体的合成与发光性能研究”的资助下，我们开展了对含稀土新型酰胺基离子液体配合物及系列半刚性配体的功能配合物的光学性能进行了研究，并取得了一些阶段性成果。项目主要研究内容包括以下4个方面：⑴合成了4个新型的酰胺型离子液体配体，与稀土氯化物反应得到了一系列含稀土新型酰胺基离子液体配合物，详细研究了它们的光学性能和能量传递过程，探讨了配体结构改变对稀土离子发光效率的影响；⑵合成了一系列半刚性多足羧酸配体及其稀土、碱土、过渡金属配合物，详细研究了它们的晶体结构及发光性能(其中，半刚性三足羧酸铕配合物的量子产率高达46.88%，荧光寿命长达1.113 ms，半刚性三足羧酸铽配合物的量子产率高达29.82%, 荧光寿命长达0.681 ms)；⑶发展了一种高效turn on型银离子荧光探针，具有水溶性好，响应时间短(＜10 s)，pH范围宽(6.0-12.0)，选择性高，检测线低(1.1× 10-7)等优点；⑷合成了一个含喹啉和三联吡啶双功能配体及3个过渡金属配合物，晶体结构表明：中心离子对配合物结构变化起着非常重要的作用。另外，光学性质研究表明：双功能配体镉配合物能发射较强的蓝光。.在三年的研究时间里, 在该基金的支持下，我们取得了一些阶段性成果，已在Z. Anorg. Allg. Chem. (IF: 1.261), Inorg. Chim. Acta (IF:1.918 到目前为止，它引2次), 结构化学(IF: 0.538)，无机化学学报(IF: 0.852)等重要学术刊物上发表SCI收录论文4篇。共培养本科毕业生24人，一名青年教师晋升职称为讲师。