專(zhuān)利名稱(chēng)：稀土金屬離子液晶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類(lèi)含稀土金屬組分的液晶材料及其制備方法，特別是涉及一類(lèi)新型的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的離子液晶及其制備方法，屬于稀土功能材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液晶是具有各相異性的液體，被認(rèn)為是“第四種”物質(zhì)狀態(tài)。因其既具有液體的流動(dòng)性，又具有固體的各向異性，在電子電器、信息通訊、航空航天、精密制造、汽車(chē)、機(jī)械、化工、氣體探測(cè)和腫瘤診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。離子液晶是結(jié)構(gòu)與離子液體相似、具有液晶特性的化合物。離子液晶兼具離子液體和液晶的特性，與傳統(tǒng)的中性分子構(gòu)成的液晶的最明顯的不同是，離子液晶具有良好的導(dǎo)電性，這使得離子液晶可作為具有方向性的離子導(dǎo)電材料。同時(shí)，離子液晶在染料敏化太陽(yáng)能電池及生物學(xué)研究中都有潛在的應(yīng)用前
景稀土具有優(yōu)良的光電磁等物理特性，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。稀土是全球性的重要戰(zhàn)略資源，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械冶金、石油化工、光電磁學(xué)、輕工紡織、生物醫(yī)學(xué)和原子能工業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用面廣，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”。結(jié)合稀土和離子液晶的優(yōu)點(diǎn)，有望獲得具有優(yōu)異光、電、磁等特性的離子液晶材料。通常離子液晶通過(guò)對(duì)離子液體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變制得，離子液晶材料需要較好的穩(wěn)定性。2008年，硝酰稀土金屬酸鹽離子液體被報(bào)道出來(lái)，它們具有很好的水、潮濕穩(wěn)定性(G.H.Tao, Y.Huang, J.A.Boatz, J.Μ.Shreeve, Chem.Eur.J.2008, 14, 11167 - 11173)。但文獻(xiàn)報(bào)道的硝酰稀土金屬酸鹽離子液體不具有液晶特性，該研究只采用了三唑鎗和四唑鎗的陽(yáng)離子，其合成的離子液體熔點(diǎn)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(guò)程和昂貴的脫水劑。有關(guān)本發(fā)明所涉及的硝酰稀土金屬酸鹽離子液晶至今尚未有報(bào)導(dǎo)，這類(lèi)硝酰稀土金屬酸鹽離子液晶材料的制備方法也是本發(fā)明首次提及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一類(lèi)新型的稀土金屬離子液晶及其制備方法。本發(fā)明提供的稀土金屬離子液晶，其結(jié)構(gòu)式為:Cat+x[Ln(NO3)3+x(H2O)y]x_
其中，稀土 Ln可選鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥等稀土元素中的一種或幾種。硝酰稀土金屬酸鹽陰離子[Ln(NO3)3+x(H2O)6_2x]x_中，X = I 3, y = O 6_2x。陽(yáng)離子Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im]+或一烷基取代的吡啶陽(yáng)離子[RPy] +。其中，R1為質(zhì)子氫或相同或不同的可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:甲基、乙基、丁基、異丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、芐基、乙烯基、烯丙基、氰乙基、乙酸乙酯基等；r2、R為長(zhǎng)鏈烴基或可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十二烷氧基苯基、三(十二烷氧基)芐基、(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基等。本發(fā)明另外一個(gè)目的是提供一種制備稀土金屬離子液晶材料的制備方法，是將二烷基取代的咪唑硝酸鹽或一烷基取代的吡啶硝酸鹽與稀土硝酸鹽化合物在溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)后除去溶劑，即得到所述稀土金屬離子液晶。上述制備方法中所述的稀土金屬離子液晶，其結(jié)構(gòu)式為:Cat+x[Ln(NO3)3+x(H2O)yF其中，稀土 Ln可選鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥等稀土元素中的一
種或幾種。

硝酰稀土金屬酸鹽陰離子[Ln(NO3)3+x(H2O)6_2x]x_中，X = 1^3, y = O 6_2x。上述制備方法中所述的陽(yáng)離子Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im]+或一烷基取代的吡啶陽(yáng)離子[RPy]+O其中，R1為質(zhì)子氫或相同或不同的可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:甲基、乙基、丁基、異丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、芐基、乙烯基、烯丙基、氰乙基、乙酸乙酯基等；r2、R為長(zhǎng)鏈烴基或可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十二烷氧基苯基、三(十二烷氧基)芐基、(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基等。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 100 °C，優(yōu)選室溫；反應(yīng)時(shí)間為廣24 h。
本發(fā)明提供的稀土金屬離子液晶具體主要有:1-甲基-3-十二烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶、1-甲基-3-十四烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶、1-甲基-3-十六烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鈰鹽離子液晶、1-乙基-3-十二烷氧基苯基咪唑五硝酸鈰鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鐠鹽離子液晶、1- 丁基-3-(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基咪唑五硝酸鐠鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶、1-辛基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶、1-芐基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽離子液晶、1-十二烷基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽離子液晶、1-甲基-3-十二烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶、1-烯丙基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽離子液晶、1-氰乙基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽離子液晶、1-乙烯基-3-十八烷基咪唑五硝酸鋪鹽尚子液晶、1_甲基_3_十八燒基咪唑六硝酸鏑鹽尚子液晶、1-甲基-3-二 (十二燒氧基)芐基咪唑六硝酸鏑鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸欽鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鉺鹽離子液晶、1-十八烷基吡啶五硝酸鉺鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銩鹽離子液晶、1-十六烷基吡啶四硝酸銩鹽離子液晶、1-十八烷基吡啶四硝酸鐿鹽離子液晶、1-甲基-3-十八烷基咪唑五硝酸镥鹽離子液晶。
本發(fā)明提供的稀土金屬離子液晶及其制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著效果:I)本發(fā)明提供的是一類(lèi)新型的含稀土元素的離子液晶，開(kāi)發(fā)了離子液晶材料的新品種；2)本發(fā)明提供的硝酰稀土金屬酸鹽的離子液晶具有離子液晶特性的同時(shí)可以具有稀土元素的光、電、磁等特性；3)該類(lèi)稀土金屬離子液晶具有穩(wěn)定的熱性質(zhì)和耐水性；4)該制備方法所需成本低，工藝簡(jiǎn)單、操作容易，產(chǎn)品純度高。基于上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供的稀土金屬離子液晶及制備方法在液晶材料合成與應(yīng)用中具有重要作用，這對(duì)合理有效開(kāi)發(fā)利用稀土資源提供必要的基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種制備含稀土金屬離子液晶的方法，是在反應(yīng)體系中，在適當(dāng)反應(yīng)溫度下，選用二烷基取代的咪唑硝酸鹽或一烷基取代的吡啶硝酸鹽與稀土硝酸鹽化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到稀土金屬離子液晶。各種反應(yīng)條件下的稀土金屬離子液晶的收率為90 99%。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所述實(shí)施例中所用方法無(wú)需無(wú)水無(wú)氧保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)施例1、1-甲基-3-十二烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶
將2.46 g (7.8 mmol)1-甲基-3-十二烷基咪唑硝酸鹽和1.13 g (2.6 mmol)六水合硝酸鑭，加入到30 mL乙腈中，在45 ° C條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十二咪唑六硝酸鑭鹽，3.24 g，產(chǎn)率:98%。熔點(diǎn):-24 ° C，清亮點(diǎn):54 ° C ;液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例2、1-甲基-3-十四烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶
將4.27 g (12.5 mmol)1-甲基_3`_十四烷基咪唑硝酸鹽和1.81 g (4.2 mmol)六水合硝酸鑭，加入到40 mL水中，在100 ° C條件下反應(yīng)I h。蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-十四咪唑六硝酸鑭鹽，5.57 g，產(chǎn)率:99%。熔點(diǎn):36 ° C，清亮點(diǎn):111 ° C ;液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例3、1-甲基-3-十六烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶
將3.35 g (9.1 mmol) 1_甲基_3_十六烷基咪唑硝酸鹽和1.31 g (3.0 mmol)六水合硝酸鑭，加入到40 mL乙腈中，在60 ° C條件下反應(yīng)10 h。蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-十六咪唑六硝酸鑭鹽，4.08 g，產(chǎn)率:94%。熔點(diǎn):51 ° C，清亮點(diǎn):118 ° C ;液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例4、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鑭鹽離子液晶
將2.78 g (7.0 mmol)1-甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.01 g (2.33 mmol)六水合硝酸鑭，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-十六咪唑六硝酸鑭鹽，3.50 g，產(chǎn)率:99%。熔點(diǎn):63 ° C，清亮點(diǎn):220 ° C ;液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例5、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鈰鹽離子液晶
將3.03 g (7.6 mmol)1-甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.10 g (2.5 mmol)六水合硝酸鈰，加入到30 mL乙酸乙酯中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鈰鹽，3.59 g，產(chǎn)率:93%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例6、1-乙基-3-十二烷氧基苯基咪唑五硝酸鈰鹽離子液晶將2.29 g (5.6 mmol)1-乙基_3_十二烷氧基苯基咪唑硝酸鹽和1.23 g (2.8 mmol)六水合硝酸鈰，加入到30 mL甲醇中，在30 ° C條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-乙基-3-十二烷氧基苯基咪唑五硝酸鈰鹽，3.09 g，產(chǎn)率:96%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例7、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鐠鹽離子液晶
將4.94 g (12.4 mmol) 1_甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.8 g (4.1 mmol)六水合硝酸鐠，加入到30 mL異丙醇中，在80 ° C條件下反應(yīng)2 h。蒸干溶劑，得到淺綠色固體1-乙基-3-十二烷氧基苯基咪唑五硝酸鈰鹽，6.17 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例8、1- 丁基-3-(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基咪唑五硝酸鐠鹽離子液晶
將2.06 g (4.1 mmol)1-丁基_3_(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基咪唑硝酸鹽和0.91 g (2.1mmol)六水合硝酸鐠,加入到20 mL乙醇中，在50 ° C條件下反應(yīng)15 h。蒸干溶劑,得到淺綠色固體1-乙基-3-(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基咪唑五硝酸鈰鹽，2.60 g，產(chǎn)率:95%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例9、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶
將3.88 g (9.8 mmol)1-甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.43 g (3.3 mmol)六水合硝酸釹，加入到40 mL乙腈中，在30 ° C條件下反應(yīng)20 h。蒸干溶劑，得到紫色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽，4.80 g，產(chǎn)率:97%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例10、1-辛基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶
將2.16 g (4.4 mmol)1-辛基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和0.64 g (1.5 mmol)六水合硝酸釹，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺紫色固體1-辛基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽，2.61 g，產(chǎn)率:99%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例11、1-芐基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽離子液晶
將2.63 g (5.6 mmol) 1_芐基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和0.81 g (1.9 mmol)六水合硝酸釹，加入到30 mL乙腈中，在45 ° C條件下反應(yīng)18 h。蒸干溶劑，得到淺紫色固體1-芐基-3-十八烷基咪唑六硝酸釹鹽，3.17 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例12、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽離子液晶
將2.71 g (6.8 mmol)1-甲基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和1.01 g (2.3 mmol)六水合硝酸釤，加入到30 mL乙腈中，在60 ° C條件下反應(yīng)5 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽，3.37 g，產(chǎn)率:97%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例13、1-十二烷基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽離子液晶
將2.39 g (4.3 mmol)1-十二烷基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和0.62 g (1.4 mmol)六水合硝酸釤，加入到30 mL水中，在65° C條件下反應(yīng)4 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-十二烷基-3-十八烷基咪唑六硝酸釤鹽，2.80 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例14、1-甲基-3-十二烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶
將3.28 g (10.5 mmol)1-甲基_3_十二烷基咪唑硝酸鹽和1.56 g (3.5 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL乙腈中，在45 ° C條件下反應(yīng)10 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十二咪唑六硝酸銪鹽，4.33 g，產(chǎn)率:97%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例15、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶
將2.66 g (6.7 mmol)1-甲 基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和0.99 g (2.2 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL甲醇中，在30° C條件下反應(yīng)20 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽，3.38 g，產(chǎn)率:99%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例16、1-烯丙基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽離子液晶
將2.02 g (4.9 mmol) 1_烯丙基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和0.73 g (1.6 mmol)六水合硝酸銪，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-烯丙基-3-十八烷基咪唑六硝酸銪鹽，2.48 g，產(chǎn)率:96%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例17、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽離子液晶
將4.49 g (11.3 mmol)1-甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.70 g (3.8 mmol)六水合硝酸釓，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)20 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽，5.66 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例18、1-氰乙基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽離子液晶
將3.02 g (6.9 mmol) 1_氰乙基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.04 g (2.3 mmol)六水合硝酸釓，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-氰乙基-3-十八烷基咪唑六硝酸釓鹽，3.73 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例19、1-乙烯基-3-十八烷基咪唑五硝酸鋱鹽離子液晶
將3.84 g (9.4 mmol)1-乙基_3_十二烷氧基苯基咪唑硝酸鹽和2.13 g (4.7 mmol)六水合硝酸鋱，加入到30 mL甲醇中，在30° C條件下反應(yīng)18 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-乙基-3-十二烷氧基苯基咪唑五硝酸鋱鹽，5.35 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例20、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鏑鹽離子液晶
將3.18 g (8.0 mmol)1-甲 基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和1.22 g (2.7 mmol)六水合硝酸鏑，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鏑鹽，3.90 g，產(chǎn)率:95%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例21、1-甲基-3-三(十二烷氧基)芐基咪唑六硝酸鏑鹽離子液晶
將2.65 g (3.4 mmol)1-甲基_3_三(十二烷氧基)芐基咪唑硝酸鹽和0.50 g (1.1mmol)六水合硝酸鏑，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-三(十二烷氧基)芐基咪唑六硝酸鏑鹽，2.82 g，產(chǎn)率:93%。液晶類(lèi)型:柱型。實(shí)施例22、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸欽鹽離子液晶
將2.74 g (6.9 mmol)1-甲基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和1.01 g (2.3 mmol)五水合硝酸欽，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸欽鹽，3.47 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例23、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鉺鹽離子液晶
將3.01 g (7.6 mmol)1-甲基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和1.16 g (2.5 mmol)六水合硝酸鉺，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)8 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸鉺鹽，3.67 g，產(chǎn)率:94%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例24、1-十八烷基吡啶五硝酸鉺鹽離子液晶
將3.48 g (8.8 mmol) 1_十八烷基吡啶硝酸鹽和2.03 g (4.4 mmol)六水合硝酸鉺，加入到40 mL水中，在室溫條件下反應(yīng)4 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-十八烷基吡啶五硝酸鉺鹽，4.98 g，產(chǎn)率:99%。液晶類(lèi)型:近晶型。

實(shí)施例25、1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銩鹽離子液晶將3.62 g (9.1 mmol)1-甲基-3-十八烷基咪唑硝酸鹽和1.42 g (3.0 mmol)六水合硝酸銩，加入到40 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)12 h。蒸干溶劑，得到白色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑六硝酸銩鹽，4.63 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例26、1_十六烷基吡啶四硝酸銩鹽離子液晶
將3.15 g (8.6 mmol) 1_十六燒基批唳硝酸鹽和4.03 g (8.6 mmol)六水合硝酸錢(qián)，加入到40 mL甲醇中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-十六烷基咪唑四硝酸銩鹽，5.75 g，產(chǎn)率:92%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例27、1-十八烷基吡啶四硝酸鐿鹽離子液晶
將3.31 g (8.4 mmol) 1_十八燒基批卩定硝酸鹽和3.77 g (8.4 mmol)五水合硝酸鐿，加入到20 mL水中，在室溫條件下反應(yīng)6 h。蒸干溶劑，得到白色固體1-十八烷基吡啶四硝酸鐿鹽，6.05 g，產(chǎn)率:98%。液晶類(lèi)型:近晶型。實(shí)施例28、1-甲基-3-十八烷基咪唑五硝酸镥鹽離子液晶
將2.69 g (6.8 mmol)1-甲基_3_十八烷基咪唑硝酸鹽和1.59 g (3.4 mmol)六水合硝酸镥，加入到30 mL乙腈中，在室溫條件下反應(yīng)24 h。蒸干溶劑，得到淺黃色固體1-甲基-3-十八烷基咪唑五硝酸·镥鹽，3.92 g，產(chǎn)率:97%。液晶類(lèi)型:近晶型。
權(quán)利要求
1.一類(lèi)硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的稀土金屬離子液晶，其特征在于，所述離子液晶的結(jié)構(gòu)式為:Cat+x [Ln (NO3) 3+x (H2O) y] x_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液晶，其特征在于，所述稀土元素Ln選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥等稀土元素中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液晶，其特征在于，所述硝酰稀土金屬酸鹽陰離子[Ln(NO3)3+x(H2O)6_2x]r 中，X = I 3, y = O 6_2x。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液晶，其特征在于，所述陽(yáng)離子部分Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im] +或一烷基取代的吡啶陽(yáng)離子[RPy]+;其中&選自質(zhì)子氫或相同或不同的可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:甲基、乙基、丁基、異丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四燒基、十TK燒基、十八燒基、節(jié)基、乙稀基、稀丙基、氛乙基、乙酸乙酷基等；R2、R選自長(zhǎng)鏈烴基或可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十二烷氧基苯基、三(十二烷氧基)芐基、(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基等。
5.一種硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的稀土金屬離子液晶的制備方法，包括如下步驟:(I)將二烷基取代的咪唑硝酸鹽或一烷基取代的吡啶硝酸鹽與稀土硝酸鹽化合物在溶劑中反應(yīng)；(2)反應(yīng)后除去溶劑，即得到所述稀土金屬離子液晶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子液晶的制備方法，其特征在于，所述離子液晶的結(jié)構(gòu)式為:Cat+x[Ln (NO3) 3+x (H2O)y]x^0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子液晶的制備方法，其特征在于，所述稀土元素Ln選自鑭、鋪、譜、欽、紅、箱、禮、鋪、摘、欽、輯、錢(qián)、鏡、錯(cuò)等稀土兀素中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子液晶的制備方法，其特征在于，所述硝酰稀土金屬酸鹽陰離子[Ln(NO3)3+x(H2O )6_2x]r 中，X = I 3, y = 0 6_2x。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子液晶的制備方法，其特征在于，所述陽(yáng)離子部分Cat+為二烷基取代的咪唑[R1R2Im] +或一烷基取代的吡啶陽(yáng)離子[RPy]+ ;其中R1選自質(zhì)子氫或相同或不同的可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:甲基、乙基、丁基、異丁基、己基、辛基、癸基、十_■燒基、十四燒基、十TK燒基、十八燒基、節(jié)基、乙稀基、稀丙基、氛乙基、乙酸乙酷基等；r2、r選自長(zhǎng)鏈烴基或可帶有合適官能團(tuán)的烴基或芳基，如:十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十二烷氧基苯基、三(十二烷氧基)芐基、(對(duì)丁氧基聯(lián)苯醚)辛基等。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子液晶的制備方法，其特征在于，所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；所述反應(yīng)溫度為室溫 100 °C，優(yōu)選室溫；反應(yīng)時(shí)間為I 24 h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一類(lèi)新型的含稀土金屬組分的離子液晶以及該類(lèi)離子液晶的制備方法，特別是涉及一類(lèi)新型的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的離子液晶及其制備方法，屬于稀土功能材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將對(duì)應(yīng)的咪唑或吡啶硝酸鹽與稀土硝酸鹽在溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)后除盡溶劑，即得到稀土金屬離子液晶。制得的硝酰稀土金屬酸鹽陰離子的稀土金屬離子液晶是一類(lèi)具有良好熱穩(wěn)定和耐水性的離子液晶，它們具有離子液晶特性的同時(shí)也可以具有稀土元素的優(yōu)點(diǎn)。制備所需成本低，過(guò)程簡(jiǎn)便，產(chǎn)品純度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09K19/06GK103074072SQ201310002788
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)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(guó)宏, 季順平, 何玲 申請(qǐng)人:四川大學(xué)