不同于常規無機鹽,離子液體(ILs)熔點通常在100 ℃以下。由于空間不匹配的離子存在,導致其熔點**降低,從而了晶體的形成。離子液體毒性小,且具有良好生物相容性、抗菌活性和選擇性催化作用。研究人員可以根據需要而改變組成或在其結構上添加一些特定的官能團來設計。因此,它們具有廣泛的應用領域,如提取和分離、活性**成分的制備、生物催化、傳感器、凝膠和分子探針的合成、電化學、節能、微乳液設計等。
已有研究中,Warner團隊開發出一種新型離子液體材料,并將其定義為一組基于有機鹽的均勻材料(GUMBOS)。在GUMBOS的合成過程中,根據需要選擇傳統和非傳統的陽離子和陰離子,例如熒光素、羅丹明、乙二胺等。來自印度理工學院化學系的Mintu Halder等人提出采用簡單的離子交換法,將丁酸芘與季銨鹽離子液體(IL)混合,合成了一種新型的由離子液體組成的GUMBOS納米材料(圖1)。作者通過一系列測試,證明了該納米粒子內部芳香族熒光團的納米結晶性和分子水平堆積,以及納米晶體中的熒光團在激發時表現出較高的自締合傾向,并表現出一種新的激發態締合誘導發射(ESAIE)。
起初,作者通過采用簡單的離子交換法,將三己基十四烷基氯化磷與丁酸芘以1:1摩爾摻入,合成了丁酸芘離子液體(PBIL),再采用再沉淀法制備了含芘丁酸納米顆粒的納米-GUMBOS(nPBIL)。合成的納米粒子具有紫外可見、熒光、高分辨率透射電子顯微鏡(HR-TEM)和動態光散射(DLS)等特性,接著作者對納米晶體進行了表征(圖2)。由于離子液體主鏈中存在長疏水側鏈,這些側鏈有在水介質中形成納米聚集體的傾向。所形成的納米結構經過了不同的光譜和顯微研究。HR-TEM圖像顯示,納米聚集體在本質上接近球形,平均尺寸為565 nm。圖2B所示的晶格條紋平面間距為2.01 A,與芘晶體的平面相對應。這些結果表明,納米粒子中存在芘單元的納米晶排列。EDX光譜分析了元素的百分比,從而證明了樣品的純度。
接著作者對nPBIL進行了吸收光譜的測定以及熒光發射光譜的測定(圖3),測定結果表明:與水中的游離芘丁酸鹽相比,PBIL納米粒子具有結構的吸收帶,吸收帶的加寬和紅移表明了水中的懸浮納米粒子中芘基團在基態下發生了聚集。這些納米粒子表現出結構單一的發射,具有無結構的寬的類似激子的發射,具有很高的量子產率,即使在很低濃度的nPBIL中也會出現**的激子帶,所有這些結果都表明了芳香基團在納米顆粒內部的納米結晶性。通過DSC發現該納米粒子nPBIL具有一定的離子晶體相,在室溫下是穩定的。
原文鏈接:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.9b09797
原文作者:
Prabal Pramanik, Sudhir Kumar Das and Mintu Halder
DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b09797
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