季鏻盐的自组装设计及其卟啉基电致发光性能研究(2)
3.2.3实验步骤25
3.3实验结果和讨论26
结论.29
致谢.30
参考文献.31
1 绪论 1.1 离子液体 离子液体是一种完全由阴阳离子组成的液体，它的研究历史已经有一百多年了。在此之前，传统的有机溶剂大多都很容易挥发，而且常常会造成环境污染。离子液体由于其热稳定性好、腐蚀性低、蒸汽压低等特点，成为人们开发出的一种新型溶剂[1]。除此之外，离子液体的种类繁多，可以寻找出极性、溶解力、酸碱性、粘度等都符合要求的溶剂，使其在底物溶解、产品分离、反应催化等方面都表现良好。而且，离子液体还有许多其他优良特性，比如它的液态区间和电化学窗口都比较宽，离子电导率良好等。这使得离子液体的应用十分广泛，不仅可以作溶剂，还能设计为储能材料、光学材料、敏感材料等。
1.1.1 离子液体的合成 组成离子液体的阳阴离子有很多种，而由不同的阴阳离子可以合成出不同的离子液体，所以它有“可设计溶液”之称。其中常见的阳离子有季鏻盐、季铵盐和咪唑离子，其中咪唑类的应用最为广泛；而常见的阴离子有卤素离子、四氟朋酸根离子、优尔氟磷酸根离子、金属离子等[2]。传统离子液体的合成方法有一步合成法和两步合成法两种，而现在的新型离子液体合成方法主要是借助超声波和微波的辅助。
1、离子液体的传统合成法 一步合成法就是直接合成法，合成过程中不需要添加溶剂。此方法操作简便，没有副产物，而且产品容易纯化。Hlrao[3]等就利用酸碱中和法合成出了一系列四氟硼酸盐离子液体。而卤化吡啶盐等就可利用季胺化反应直接合成。但是一步合成法应用范围小，有些离子液体难以得到，这时就必须使用两步合成法。 两步合成法的应用很多，是目前比较成熟的应用之一。 第一步反应为含目标阳离子的卤盐的合成，主要是利用季胺化反应，用Lewis酸或目标阴离子置换出卤素离子[4]。第二步反应为目标离子液体的合成，用金属盐AgY，NH4Y或 HY与第一步产物反应，生成 Ag盐沉淀或胺盐、HX气体除去。值得注意的是，在用置换X阴离子的过程中，必须使反应进行完全，确保没有x阴离子残留，因为离子液体的纯度对于下面的实验表征的测量至关重要。
2、离子液体的新型合成法 新型合成法主要分为超声波和微波的辅助合成。微波辅助合成法是利用微波的电磁波性质，离子液体通过微波的辅助，能得到高能态的离子，增加溶液的碳离子和自由基溶度，从而提高反应速率，减少反应时间。仇明华等[5]在微波辐射的辅助下在用 N—甲基咪唑为原料合成了1-羧甲基 3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体。通过比较发现，证明了微波辐射法有利于反应进行。 超声波辅助合成法是一种声化学方法，它是利用超声波减小溶液粒子的尺寸来提高反应速率的。这种方法操作简单，反应时间短，副反应少，产量高，而且研究表明它还对反应有加速作用[6]。leveque 等[7]研究了超声波对氯代1-丁基-3-甲基咪唑离子液体与NH4CF3SO3，NH4PF6，NH4BF4等反应的影响。与磁力搅拌相比，超声波所用的时间要少的多.
1.1.2 离子液体的应用 离子液体的应用十分广泛，无论是在有机反应、功能材料还是生物医药等领域都有所涉及。而咪唑类离子液体是其中应用最为广泛的，季鏻盐离子液体的应用则是在近几年才渐渐受到重视的。下面介绍其在电解质、有机溶剂、生物学等方面的应用。
1、电解质 与传统的电解液相比，离子液体作为电解液，它的电化学窗口更宽，而且应用于电化学研究时可以减轻放电，作为电池电解质使用时温度比融熔盐更低，可以让电容器获得更高的能量密度。Shin等[8]通过合成P(EO)20-Li[NTf2]聚合电解质，研究了离子液体对电解质的影响。发现，当将其应用于 Li/V2O3 电池中时，电解质的导电率能达到10-1S•cm-1(40℃)，远超过以前的传统电解质。而且它还表现出了远超传统电解质的优良循环性能，循环几百个周期时，每个周期都只有 0．04％的衰减。Elzbieta Frackowiak等人三己基十四烷基鏻和二氰胺与三氟甲磺酰亚胺反应合成了两种离子液体。将它们作为电解液研究离子液体对电容器性能的影响，结果发现电容的工作电压远超过传统电解质达到了 3.4V，而且循环利用性能良好。