Synthesis, Physico-Chemical and Magnetic Properties of Novel Magnetic Ionic Liquids

Abstract

ABSTRACT: This project has been realised during a three and a half months stay at Institut Laue-Langevin, a neutron reactor destined to scientific research in Grenoble, thanks to a cooperative scolarship with the University of Cantabria. Magnetic ionic liquids (MILs) have provoked great interest in the scientific community over the past decade due to their interesting properties and possible future applications. This exploratory project aims to synthesize and study different kinds of Ionic Magnetic Liquids, as well as some mixtures of them, denominated DSILs (Double Salt Ionic Liquids). Different synthetic routes were approached in order to obtain new compounds, to be characterized later by powder X-ray diffraction, FTIR spectroscopy, differential scanning calorimetry and magnetic measurements in a PPMS. The MILs studied here are composed by different imidazolium molecules and metal iron complexes FeX3, where the X stands for the halogen chlorine or bromine, or different chloride salts with transition metals. Also, a new compound based on a organic molecule named Quinuclidine hydrochloride with FeX3 has been synthesized and studied. The present report details the implemented procedures together with the results and analysis obtained for the synthesized compounds.

RESUMEN: Este proyecto ha sido realizado durante una estancia de tres meses y medio en el Instituto Laue-Langevin, un reactor de neutrones destinado a la investigación científica situado en Grenoble, gracias a una beca de colaboración con la Universidad de Cantabria. Los líquidos iónicos magnéticos (MILs) han despertado gran interés en la comunidad científica durante la última década debido a sus interesantes propiedades y posibles futuras aplicaciones. El objetivo de este proyecto exploratorio es sintetizar y estudiar diferentes tipos de líquidos iónicos magnéticos, así como algunas mezclas de ellos, los denominados DSILs (Double Salt Ionic Liquids). Se emplearon diversas rutas sintéticas para producir nuevos compuestos, para ser más tarde caracterizados mediante difracción de rayos X en polvo, espectroscopia FTIR, calorimetría diferencial de barrido y medidas magnéticas en PPMS. Los MILs estudiados durante este proyecto están compuestos de diferentes moléculas de imidazolio y complejos metálicos de hierro FeX3, donde X indica el halógeno cloro o bromo, o distintas sales cloradas con metales de transición. Además, se ha sintetizado un nuevo compuesto basado en una molécula orgánica denominada quinuclidina hidroclorada combinada con FeX3. La presente memoria detalla las técnicas experimentales utilizadas, así como los resultados obtenidos y su análisis de los compuestos sintetizados.