Universität zu Köln

Getsis, Anna (2008). Ionische Flüssigkristalle: Thermische, optische und strukturelle Eigenschaften. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist die Herstellung von multifunktionellen Materialien, die in sich sowohl flüssigkristalline als auch lumineszente und/oder magnetische Eigenschaften vereinen. Die Kombination der Eigenschaften der Ausgangsverbindungen - eines ionischen Mesogens mit Halogenid als Anion und eines Metallhalogenids - stellt einen Zugang dar, ionische Metallomesoge, bestehend aus amphiphilen Kationen und anionischen Metall-Komplexen, zu erhalten. Die Ausgangsmesogene auf Methylimidazolium- ([Cnmim]X, mit n = 10,12,14, X = Cl, Br) und Methylpyrrolidinium-Basis ([Cnmpyr]X, mit n = 10,12, X = Cl, Br) werden mittels Verbrennungsanalyse, mit spektroskopischen (NMR, IR, Raman) und thermischen Methoden (DSC, TG) charakterisiert sowie das Lumineszenzverhalten der mim-Salze mittels Emissionsspektroskopie untersucht. Die erhaltenen Informationen dienen als Vergleichsmaterial bei der Charakterisierung und Identifizierung der entsprechenden ionischen Metallomesogenen. In diesem Zusammenhang gelang die strukturelle Charakterisierung von [C10mpyr]Br und [C12mpyr]Br. Umsetzung von [C12mim]Br bzw. [C12mpyr]Br mit Lanthanidbromiden (Ln = Tb, Dy, Eu) führt zum Erhalten der entsprechenden mesomorphen Hexabromometallate, deren Charakterisierung spektroskopisch (IR, Raman, Emissionsspektroskopie) sowie mit DSC und POM erfolgt. Nach den Untersuchungen mittels Emissionsspektroskopie wird das Lumineszenzverhalten der Lanthanidomesogene von der für das entsprechende Ln-Ion typischen Emissionsart dominiert. Am Beispiel von [C12mim]3[DyBr6] wird das magnetische Verhalten untersucht. Dank der Kristallzucht bei tiefen Temperaturen (5 - -15°C) konnten einige Hexabromometallate in Form von Solvaten - [C12mim]3[LnBr6]*2CH3CN (Ln = Tb, Dy) und [Cnmim]4[LnBr6]Br*CH3CN (n = 12, 14; Ln = Eu, Dy) - strukturell charakterisiert werden. Anschließend werden Tetrabromometallate der Übergangsmetalle { [Cnmim]+ (n = 10, 12, 14) bzw. [Cnmpyr]+ (n = 10,12) als Kation; Fe(III) bzw. Ni(II) als Metall-Ion} synthetisiert und spektroskopisch (FIR, Raman, UV/Vis) und thermisch (DSC, POM) charakterisiert sowie das magnetische Verhalten der Fe(III)-haltigen Salze untersucht (SQUID, Nd-Magnet).

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language The aim of this thesis is the preparation of multifunctional materials which combine liquid crystalline as well as luminenscent and/or magnetic properties. Joining the properties of the different starting compounds (an ionic mesogen with halide as anion and a metal halide) is a possible way to obtain ionic matallomesogens consisting of amphiphilic cations and anionic metal complexes with luminescent and magnetic properties. The starting ionic mesogens {methylimidazolium- ([Cnmim]X, with n = 10,12,14, X = Cl, Br) and methylpyrrolidinium- ([Cnmpyr]X , with n = 10,12, X = Cl, Br) based salts} are characterized by elemental analysis, spectroscopical (NMR, IR, Raman) and thermal (DSC, TG) methods. The luminescent behaviour of mim-based salts is studied by photoluminescence spectroscopy. The information about properties of these salts is useful for the further characterization of metal contaning species. In addition, the structural characterization of both [C10mpyr]Br and [C12mpyr]Br was successful. The reaction of both [C12mim]Br and [C12mpyr]Br with lanthanide bromides (Ln = Tb, Dy, Eu) leads to the corresponding mesomorphic hexabromometalates which are characterized by spectroscopical methods (IR, Raman, photoluminescence) as well as by DSC and POM. The luminescent behaviour of the lanthanidomesogens corresponds generally to the characteristic emissions of the respective lanthanide ion. In the case of [C12mim]3[DyBr6] the magnetic behaviour was investigated (SQUID). Due to the low temperature ( -15 - 5°C) crystal growth of some hexabromometalates in form of their solvates { [C12mim]3[LnBr6]*2CH3CN (Ln = Tb, Dy) and [Cnmim]4[LnBr6]Br*CH3CN (n = 12, 14; Ln = Eu, Dy) } could be achieved and their crystal structures solved. Furthermore, tetrabromometalates of transition metals { [Cnmim]+ (n = 10,12,14) or [Cnmpyr]+ (n = 10,12) as cation; Fe(III) or Ni(II) as metal ion} were syntesized and studied spectroscopically (FIR, Raman, UV/Vis) as well as by DSC and POM. The magnetic behaviour of the Fe(III) containing compounds was investigated (SQUID, Nd magnet). English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Getsis, Anna anna.getsis@rub.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-25905
Date:	2008
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Inorganic Chemistry
Subjects:	Chemistry and allied sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Ionische Flüssigkristalle, Metallomesogene, Ionische Flüssigkeiten, Lanthanoide German ionic liquid crystals, ionic liquids, metallomesogens, lanthanides English
Date of oral exam:	23 October 2008
Referee:	Name Academic Title Mudring, Anja-Verena Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2590