CN102942527A - 乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法 - Google Patents

乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法 Download PDF

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CN102942527A CN2012103960757A CN201210396075A CN102942527A CN 102942527 A CN102942527 A CN 102942527A CN 2012103960757 A CN2012103960757 A CN 2012103960757A CN 201210396075 A CN201210396075 A CN 201210396075A CN 102942527 A CN102942527 A CN 102942527A
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Abstract

本发明涉及一种结构型磁功能材料及其制备技术领域，具体涉及一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法。技术特征在于：以1-乙烯基咪唑、溴代烷烃、六水合二氯化钴、硫氰酸钾为原料，分别采用两种方法合成了不同阳离子结构的乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体，与一般磁性离子液体相比，其具有磁性可控及热稳定性高等特性。本发明实现了磁性离子液体的磁性可设计性。本发明通过改变乙烯基咪唑阳离子上的烷基链长短，实现该类磁性离子液体磁性的可调控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的合成方法。

Description

乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法
技术领域
本发明属于结构型磁功能材料及其制备技术领域，具体涉及一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法。
背景技术
室温离子液体是由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的，在室温或室温附近呈液态的盐类。因其具有结构的可设计性，越来越多的功能化离子液体被大量报道出来。
其中，磁性离子液体是一种具有磁性的功能化离子液体，除了具有离子液体的溶解性好、液程宽、非挥发、良好的导电性、较宽的电化学窗口宽、热稳定性好、热容量大等特性外，对磁铁和外界磁场也能产生一定的响应，且金属离子的存在使其具有了特殊的性能。按其是否含有金属离子，可将其分为纯有机磁性离子液体及金属磁性离子液体，其中，纯有机磁性离子液体的磁性主要来源于其中的自由基结构；金属磁性离子液体是指阴离子为金属配合物的离子液体，磁性主要来源于阴离子所包含的金属离子，如含铁、钴、镝、铟及锰离子等。此外按磁性基团数目的多少，又可将其分为：单磁性功能离子液体和双磁性功能离子液体。目前研究主要集中于单磁性功能离子液体，而双磁性离子液体的研究较少。
2004年，Satoshi Hayashi和Hiro Hamaguchi研究组发现了1-甲基-3-丁基咪唑四氯化铁([bmim]FeCl4)具有顺磁性，且磁化系数为40.6×10-6emu·g-1，并首次提出了磁性离子液体的概念。2006年，Yoshida等通过改变咪唑阳离子环上碳链的长短及阴离子中卤素的种类和数量，合成了不同结构的铁磁性离子液体：[C2mim]FeCl4、[C6mim]FeCl4、[C8mim]FeCl4、[C2mim]FeBr4、[C6mim]FeBr4、[C8mim]FeBr4。2007年，Yoshida等第一次合成了含有有机自由基的纯有机磁性离子液体[Cnmim][TEMPO-OSO3]，但其磁性较弱。2008年，Bert mallick等合成了新型强磁性[C6mim]5-x[Dy(SCN)8-x(H2O)x]离子液体，其对外界磁场有更强的响应和很好的荧光性能。2009年，Min Li等合成了氨基酸类的手性磁性离子液体，并对其磁性和手性进行了系统研究。
乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类((VCnIM)2[Co(NCS)4])磁性离子液体属于首次报道，其合成方法也是本发明首次提及，其磁性可随烯基咪唑阳离子环上烷基链长的变化而变化，具有可调控性。目前磁性离子液体存在结构单一、磁性较弱、磁性可调性差等缺点。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法，通过改变乙烯基咪唑阳离子上的烷基链长短，实现该类磁性离子液体磁性的可调控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的合成方法。
技术方案
一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体，其特征在于：磁性离子液
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一种合成乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将1-乙烯基咪唑和溴代烷烃CnH2n+1Br按摩尔比1:1.0~1.5加入到微波反应釜中，其中n=1,2,3,4,5,6,7,8；
步骤2：将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用180～200W的微波辐射35～50s后取出，放置1.5～2h，(其间每隔20～30min轻微震荡一次)
步骤3：重复7～9次步骤2；
步骤4：将反应釜中的物质转移至容器中，并用1～2倍体积的乙酸乙酯洗涤3~5次，得到粗产物；
步骤5：对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VCnIM]Br)离子液体；
步骤6：将CoCl2·6H2O及KSCN按摩尔比1:3.5~5.0进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至两者溶解，持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4；
步骤7：将步骤5得到的[VCnIM]Br离子液体及步骤6得到的K2Co(NCS)4按摩尔比1.5~2.5:1进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤；将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥48h，得到深蓝色乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体(VCnIM)2[Co(NCS)4]。
一种合成乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将1-乙烯基咪唑和溴代烷烃CnH2n+1Br按摩尔比1:1.0~1.5加入到微波反应釜中，其中n=1,2,3,4,5,6,7,8；
步骤2：将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用180～200W的微波辐射35～50s后取出，放置1.5～2h，(其间每隔20～30min轻微震荡一次)
步骤3：重复7～9次步骤2；
步骤4：将反应釜中的物质转移至容器中，并用1～2倍体积的乙酸乙酯洗涤3~5次，得到粗产物；
步骤5：对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VCnIM]Br)离子液体；
步骤6：将CoCl2·6H2O、KSCN及步骤5所得到的[VCnIM]Br离子液体按摩尔比1:4:1.5~2.5进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤；将滤液减压蒸馏至粘稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥48h，得到深蓝色乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体(VCnIM)2[Co(NCS)4]。
有益效果
本发明提出的一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体及其合成方法，针对目前磁性离子液体存在结构单一、磁性较弱、磁性可调性差等缺点，本发明通过改变乙烯基咪唑阳离子上的烷基链长短，实现该类磁性离子液体磁性的可调控性，并提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的合成方法。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体，拓展了磁性离子液体的种类。
(2)本发明提供的乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体具有较高的热稳定性。
(3)本发明提供的乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体具有磁性可调性。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：将0.140mol 1-乙烯基咪唑和0.168mol溴甲烷(CH3Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用187W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)，重复“用187W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”8次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积的乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-甲基咪唑([VC1IM]Br)离子液体。
将0.0353mol CoCl2·6H2O及0.124mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC1IM]Br离子液体0.0164mol及得到的K2Co(NCS)40.011mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-甲基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC1IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC1IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=611.31K，磁化率χ=1.64×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例2：将0.120mol 1-乙烯基咪唑和0.120mol溴甲烷(CH3Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用200W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)。重复“用200W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)”的操作7次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.3倍体积乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-甲基咪唑([VC1IM]Br)离子液体。
取0.0135mol CoCl2·6H2O、0.0540mol KSCN及得到的[VC1IM]Br离子液体0.0270mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤4次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-甲基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC1IM)2[Co(NCS)4])。经检测(VC1IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=611.53K，磁化率χ=1.64×100-5emu·g-1·Oe-1。
实施例3：将0.175mol 1-乙烯基咪唑和0.175mol溴乙烷(C2H5Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积的乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-乙基咪唑([VC2IM]Br)离子液体。
将0.0353mol CoCl2·6H2O及0.142mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC2IM]Br离子液体0.0182mol及得到的K2Co(NCS)4 0.0091mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液于293K下减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤4次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-乙基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC2IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC2IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=613.83K，磁化率χ=1.52×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例4：将0.120mol 1-乙烯基咪唑和0.144mol溴乙烷(C2H5Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射50s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射50s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)”的操作7次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-乙基咪唑([VC2IM]Br)离子液体。
取0.0137mol CoCl2·6H2O、0.0548mol KSCN及所得到的[VC2IM]Br离子液体0.021mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤4次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-乙基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC2IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC2IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=613.76K，磁化率χ=1.53×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例5：将0.133mol 1-乙烯基咪唑和0.199mol溴代正丙烷(C3H7Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”8次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积的乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正丙基咪唑([VC3IM]Br)离子液体。
将0.0375mol CoCl2·6H2O及0.169mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解，持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC3IM]Br离子液体0.0235mol及得到的K2Co(NCS)40.0094mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正丙基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC3IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC3IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=617.23K，磁化率χ=1.42×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例6：将0.120mol 1-乙烯基咪唑和0.180mol溴代正丙烷(C3H7Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用195W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用195W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”的操作8次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-乙基咪唑([VC3IM]Br)离子液体。
取0.0137mol CoCl2·6H2O、0.0548mol KSCN及所得到的[VC3IM]Br离子液体0.034mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液于293K下减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正丙基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC3IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC3IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=617.43K，磁化率χ=1.43×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例7：将0.178mol 1-乙烯基咪唑和0.178mol溴代正丁烷(C4H9Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用195W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)。重复“用195W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)”9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1倍体积的乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正丁基咪唑([VC4IM]Br)离子液体。
将0.0345mol CoCl2·6H2O及0.173mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC4IM]Br离子液体0.018mol及得到的K2Co(NCS)40.009mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正丁基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC4IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC4IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=620.41K，磁化率χ=1.34×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例8：将0.199mol 1-乙烯基咪唑和0.239mol溴代正丁烷烃(C4H9Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)”的操作9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用2倍体积乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正丁基咪唑([VC4IM]Br)离子液体。
取0.0128mol CoCl2·6H2O、0.0512mol KSCN及得到的[VC4IM]Br离子液体0.032mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正丁基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC4IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC4IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=620.51K，磁化率χ=1.35×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例9：将0.182mol 1-乙烯基咪唑和0.273mol溴代正戊烷(C5H11Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用187W的微波辐射43s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用187W的微波辐射43s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”7次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.2倍体积的乙酸乙酯洗涤3次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正戊基咪唑([VC5IM]Br)离子液体。
将0.0351mol CoCl2·6H2O及0.140mol KSCN按摩尔比1:4加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC5IM]Br离子液体0.0214mol及得到的K2Co(NCS)40.0086mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h小时后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正戊基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC5IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC5IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=623.41K，磁化率χ=1.27×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例10：将0.187mol1-乙烯基咪唑和0.224mol溴代正戊烷烃(C5H11Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)”的操作9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.8倍体积乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正戊基咪唑([VC5IM]Br)离子液体。
取0.0128mol CoCl2·6H2O、0.0512KSCN及得到的[VC5IM]Br离子液体0.0192mol按摩尔比1:4:1.5加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正戊基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC5IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC5IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=623.61K，磁化χ＝1.29×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例11：将0.158mol 1-乙烯基咪唑和0.205mol溴代正己烷(C6H13Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用200W的微波辐射45s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)。重复“用200W的微波辐射45s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)”7次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用2倍体积的乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正己基咪唑([VC6IM]Br)离子液体。
将0.0352mol CoCl2·6H2O及0.158mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC6IM]Br离子液体0.0189mol及得到的K2Co(NCS)40.0076mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正己基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC6IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC6IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=627.41K，磁化率χ=1.20×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例12：将0.215mol 1-乙烯基咪唑和0.323mol溴代正己烷烃(C6H13Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用190W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”的操作8次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用2倍体积乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正己基咪唑([VC6IM]Br)离子液体。
取0.0135mol CoCl2·6H2O、0.054mol KSCN及得到的[VC6IM]Br离子液体0.0270mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正己基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC6IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC6IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=627.63K，磁化率χ=1.18×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例13：将0.158mol 1-乙烯基咪唑和0.237mol溴代正庚烷(C7H15Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用200W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)。重复“用200W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔25min轻微震荡一次)”7次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1.5倍体积的乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正庚基咪唑([VC7IM]Br)离子液体。
将0.0353mol CoCl2·6H2O及0.141mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC7IM]Br离子液体0.0204mol及得到的K2Co(NCS)40.0102mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正庚基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC7IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC7IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=631.23K，磁化率χ=1.09×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例14：将0.120mol 1-乙烯基咪唑和0.144mol溴代正庚烷(C7H15Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用200W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)。重复“用200W的微波辐射40s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)”的操作9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用2倍体积乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正庚基咪唑([VC7IM]Br)离子液体。
取0.0141mol CoCl2·6H2O、0.0564mol KSCN及得到的[VC7IM]Br离子液体0.0282mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正庚基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC7IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC7IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=631.45K，磁化率χ=1.10×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例15：将0.175mol 1-乙烯基咪唑和0.175mol溴代正辛烷(C8H17Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用200W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)。重复“用200W的微波辐射35s后取出，放置2h(其间每隔30min轻微震荡一次)”9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用1倍体积的乙酸乙酯洗涤4次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正辛基咪唑([VC8IM]Br)离子液体。
将0.0353mol CoCl2·6H2O及0.159mol KSCN加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至两者溶解。持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4。取得到的[VC8IM]Br离子液体0.0224mol及得到的K2Co(NCS)40.0149mol加入圆底烧瓶中，在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正辛基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC8IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC8IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=635.83K，磁化率χ=1.0×10-5emu·g-1·Oe-1。
实施例16：将0.120mol 1-乙烯基咪唑和0.180mol溴代正辛烷(C8H17Br)加入到100mL微波反应釜中。将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用195W的微波辐射38s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)。重复“用195W的微波辐射38s后取出，放置2h(其间每隔20min轻微震荡一次)”的操作9次。将反应釜中物质转移至圆底烧瓶中，用2倍体积乙酸乙酯洗涤5次，得到粗产物。对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，取出。再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-正辛基咪唑([VC8IM]Br)离子液体。
取0.0141mol CoCl2·6H2O、0.0564mol KSCN及得到的[VC8IM]Br离子液体0.0212mol加入圆底烧瓶中，并在缓慢搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤。将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤5次，真空干燥48h，得到深蓝色1-乙烯基-3-正辛基咪唑钴(Ⅱ)磁性离子液体((VC8IM)2[Co(NCS)4])。
经检测(VC8IM)2[Co(NCS)4]的热失重温度T=635.91K，磁化率χ=1.0×10-5emu·g-1·Oe-1。

Claims (3)

1.一种乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体，其特征在于：磁性离子液体结构为
Figure FDA00002264697500011
其中：R=-CnH2n+1，n=1,2,3,4,5,6,7,8；
所述的Co(NCS)4 2-为阴离子结构；所述的
Figure FDA00002264697500012
为阳离子结构。
2.一种合成权利要求1所述乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的方法，
其特征在于步骤如下：
步骤1：将1-乙烯基咪唑和溴代烷烃CnH2n+1Br按摩尔比1:1.0~1.5加入到微波反应釜中，其中n=1,2,3,4,5,6,7,8；
步骤2：将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用180～200W的微波辐射35～50s后取出，放置1.5～2h；其间每隔20～30min轻微震荡一次；
步骤3：重复7～9次步骤2；
步骤4：将反应釜中的物质转移至容器中，并用1～2倍体积的乙酸乙酯洗涤3~5次，得到粗产物；
步骤5：对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VCnIM]Br)离子液体；
步骤6：将CoCl2·6H2O及KSCN按摩尔比1:3.5~5.0进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至两者溶解，持续搅拌12h后，过滤，干燥，得到深蓝色固体K2Co(NCS)4；
步骤7：将步骤5得到的[VCnIM]Br离子液体及步骤6得到的K2Co(NCS)4按摩尔比1.5~2.5:1进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至两者全部溶解，持续搅拌24h后，过滤；将滤液减压蒸馏至黏稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥48h，得到深蓝色乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体(VCnIM)2[Co(NCS)4]。
3.一种合成权利要求1所述乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体的方法，
其特征在于步骤如下：
步骤1：将1-乙烯基咪唑和溴代烷烃CnH2n+1Br按摩尔比1:1.0~1.5加入到微波反应釜中，其中n=1,2,3,4,5,6,7,8；
步骤2：将反应釜放入三位一体合成萃取反应仪中，用180～200W的微波辐射35～50s后取出，放置1.5～2h；其间每隔20～30min轻微震荡一次；
步骤3：重复7～9次步骤2；
步骤4：将反应釜中的物质转移至容器中，并用1～2倍体积的乙酸乙酯洗涤3~5次，得到粗产物；
步骤5：对得到的粗产物进行减压蒸馏，直至呈淡黄色黏稠状且无气泡，再真空干燥48h，得到溴化1-乙烯基-3-烷基咪唑([VCnIM]Br)离子液体；
步骤6：将CoCl2·6H2O、KSCN及步骤5所得到的[VCnIM]Br离子液体按摩尔比1:4:1.5~2.5进行混合，然后在搅拌下加入丙酮直至三者溶解，持续搅拌24h后，过滤；将滤液减压蒸馏至粘稠状且无馏分流出，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥48h，得到深蓝色乙烯基烷基咪唑四硫氰合钴(Ⅱ)类磁性离子液体(VCnIM)2[Co(NCS)4]。
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