Способ люминисцентного определения микроколичеств лантанидов в оксиде лантана

 

oIIHcAHHE изоБркткни К

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21}4936984/04 (22) 20.0591 (46) 1512.93 Бюл. Nc 45-46 (71) Физико-химический институт имА.ВБогатского

AH Украины (72) Бельтюкова С.В» Егорова А.В. (73) Физико-химический институт имАВ.Бог атского

АН Украины

{54) СПОСОБ Л!ОМИНИСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ЛАНТАНИДОВ В

ОКСИДЕ ЛАНТАНА (19) RU (31) 2ОО49ОЗ С1 (53) 5 G61N33 И G01N33 ОО (57) Использование: анализ оксидов лантана на содержание в них микроколичеств пантанидов. Сущность изобретения: способ включает переведение оксида лантана в раствор, к которому добавляют в качестве органического реагента раствор дифенаципфосфиновой кислоты Интенсивность люминесценции лантанидов регистрируют при длинах волн

613нм(Eu );562 нм(Sm ).546нм(ТЬ );577 им (Dy );481 нм(Тгп );880 w(NrPQ Расчет производят по методу добавок 3 табл.

2004908

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу нысокочистых оксидов лантана на содержание в них микропримесей Eu +, Sm, Tb, Dy, Tm и Nd (LA ), Способ может быть использо з з нан также при анализе других неорганических материалов, содержащих в качестве примесных компоне lTQB редкоземельные элементы, Известно несколько способов люминесцентного определения микроколичеств

Fu ", Sm, Tb, Dy, Tm и Nd н препаратах оксидов лантанидов с применением комплексных соединений с органическими лигандами, в которых осуществллется перенос энергии от органической части молекулы к иону РЗЭ.

Прототипом заявляемого изобретения лвляетсл способ количественного определения Eu, Sm, ТЬ и Dy н оксиде лантана, ос11ананный на использовании люминесценции комплексов с о-фенантролином.

Способ асущестнляетсл следующим образом.

Нанеску анализируемого материала переводят в аэотнакислую соль, Соль растворл1ат н минимальном количестве этилового спирта, приливают раствор комплексаобразонателя (о-фенантролина), После отстаивания и фильтрования осадок высушивают на воздуха. Снимают спектры люминесценции при температуре жидкого азота полученного и эталонного комплекса, рассчитывают концентрации. Данное решение выбрано также и в качестве базового объекта, как наиболее близкое по достигаемому эффекту.

K недостаткам прототипа относятся: недостаточна высокая чувствительность определения (Eu -2 10, Sm

- з+ . -4„з+

2 10 о(Tb -1.10 оь Dy +-2 "10 о применение жидкого азота; техническое решение способа совместного определения дано лишь длл четырех элементов Sm, Eu, Tb и Оу из одной пробы; невозможность определения из одной

3+ пробы наряду с указанными также Tm u

„„„з, высокий предел обнаружен ил Оу з(2 10 %).

Цель1о изобретенил лнляетсл повышение чувствительности и информативности анализа, Поставлен11ал цель достигаетсл тем, что способ люминесцентного определения

Е 3, Sm Tb3+, О„ь, Tmm3, Ьс в ооккссиддее лантана включает их взаимодействие с органическим реагентом — дифенацилфосфи10

55 новой кислотой, выпаривание до сухих солей, последу1ощу1о регистрацию интенсивности л1аминесценции образующихся комплексов, что позволяет упростить, расширить функциональные возможности способа за счет однонзоеменного опрезделения из орной пробы Sm, Eu +, Tb3, Dy +, Tm, „зНовизна предлагаемого решения определлетсл следующим; использование дифенацилфосфиновой кислоты в аналитических целях в литературе ранее не было описано; применение дифенацилфосфиновой кислоты позволяет расширить функциональные возможности метода и наряду с

Sm, Fu, Tb, Dy определять также таз+ "з+ з+ з+ з+ э+ кие элементы как Trn u Na из одной пробы; ! ранее не были известны комплексные

-„,„з+ и „з+ саны их люминесцентные свойства; применение люминесцентных свойств комплексных соединений Tm u Dy с диз+ з+ фенацилфосфиноной кислотой. в целях анализа позволило снизить пределы обнаруженил этих элементов на порлдок неличины по сравненй1а с известными решеH_#_g Mi1.

В литературе описаны люминесцентз- зные свойства Еи и Tb к комплексе с дифенацилфасфиноной кислотой, а также имеются сведения о наличии л1аминесценции ионов Ягп и Ву в растворах комплек+ з+ сов с ДФЭ К (Полуэктов И.С., Егорова A.В. и др. Докл, AH УССР, Сер,Б., 1986, N 9, с.46).

Следует отметить, что нсе исследования авторов проведены в водно-этанольных растворах.

Существенное отличие предлагаемого нами способа от известного сос оит в следу1ощем.

Впервые получены комплексные соеди-4

1- 1ения и изучены люминесцентные свойства ионов Т1п и Nd в соединенилх с дифенацилфосфиновой кислотой. Установлена возможность использовать люминесцентные свойства указанных.ионов, а также ионов з+Ез з+ >р ф© в аналитических целях, т.е. для определения этих лантанидов.

В отличие от известного, предлагаемый способ предусматривает использование твердых солей, а не их водно-этанольных растворов, что позволило снизить пределы обнаружения отдельных элементов.

Установлено, что оптимальнал 1 люм, комплексов цабл1одаетсл при получении

2004908

Таблица 1

Зависимость интенсивности люминесценции солей европил от соотношения компонентов в растворе

Таблица 2

Зависимость интенсивности люминесценции соли европия от температуры высушивания осадков из растворов с соотношением компонентов Lп:1 = 1:7 {табл,1).

Оптимальная 1 люм, наблюдается при высушивании осадка при температуре 80 С (табл.2).

Способ осуществляется следующим образом.

Анализируемые оксиды лантана переводят в растворы хлоридов, получают комплексные соединения с ДФФК в твердом виде, регистрируют 1 люм. комплексов с помощью спектрометра СДЛ-1 (либо ИСП-51 с фотоэлектрической приставкой ФЭП вЂ” 1) при А=

613 нм (Eu3 ), 562 нм Ят ); 546 нм Pb ); 577 нм (Оу );481 нм (Tm); 880 нм (Nd ). Люминесценцию возбуждают ртутной лампой

СВД-120А со светофильтром ЧФС-2, Пример количественного определения в оксидах лантана.

Анализируемые оксиды лантана и исходные растворы Ln готовят следующим образом. Навеску массой 50 мг, прокаленного при 600ОС в течение 1 ч оксида лантанида, смачивают 1 мл дистиллированной воды, добавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты, растворяют, упариваютдо получения влажных солей и разбавляют в мерной колбе емкостью 50 мл дистиллированной водой (рН раствора 4,5 + 0.5). Получают растворы с содержанием ЫгОз — 1 мг/мл, 0,01 М раствор ДФФК готовят растворением точной ее навески в этаноле.

B три тигля помещают по 0,1 мл анализируемого раствора оксида лантана (100 мкг), В два из них вводят разные количества рабочего оаствора хлорида E u (Sm, ТЬ

Dy +, Tm u Nd ) с известным содержанием оксида лантанида, после этого добавляют 0,7 мл 0,1 М раствора ДФФК и доводят

5 объем до 1 мл этанолом.

Тигли ставят в сушильный шкаф и упаривают пробы до сухого остатка в течение

30 мин при t = 80 С. Затем регистрируют 1 люм. каждого иэ определяемых элементов в

10 области 470 — 490 нм(Тт, 530-620 нм (ТЬ, Sm, Ео, Dy }, 870 — 890 нм (Nd ). По величине пика люминесценции пробы и пробы с добавками каждого из элементов рассчитывают содержание Ln по формуле:

15 С hx

Х =, где h, h — высота

Ьх+ц 1х пика для пробы и пробы с добавкой; С— концентрация добавки.

Результаты определения лантанидов в оксидах лантана приведены в табл,3.

Способ обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом.

Позволяет вести определение Ln в оксидах лантана при комнатной температуре, Значительно повышается информативность способа за счет определения наряру с Sm, Eu, ТЬ и Dy также ионов Tm u

Nd + из одной пробы.

Понижается предел обнаружения европия на порядок величины, тербия и самария на два порядка величины, а диспрозия на пять порядков. (56) Севченко А,Н., Кузнецов 8.8./Сб. Ре35 дкоземельные элементы. АН CCQ.P.M., 1963, с.358.

2004908

Таблица 3

Результаты определения Ln в оксидах лантана

Составитель С.бельтюкова

Редактор M.Ñàìåðxàèîâà . Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3395

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

СПОСОБ Л1ОМИНЕСЦЕНТНОГО ОП-

РЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКОЛИКЕСТВ ЛАНТАНИДОВ В ОКСИДЕ ЛАНТАНА, включающий их взаимодействие с комплексообразующим органическим реагентом и последующую регистрацию интенсивности люминесценции образующихся комплексов, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего реагента используется дифенацилфосфиновая кислота.