Способ определения редкоземельных элементов в соединениях галлия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„990669 (61)Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 22. 02. 80 (21) 2888052/23-26 (gqj gg з

С 01 F 17/00

G 01 К21/64 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет 3323486/23-26

Опубликовано 33.01.83. Бюллетень гго 3 (53)УДК 546.65г г543.426(088.8) Дата опубликования описания 23.01.83 (72) Авторы изобретения

Л.Д.Штенке, A.Â.Àÿòîíîâ, Т.М..Шульгин

--/ (7! ) Заявитель ««

« (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕЬ|ЕНТОВ . В СОЕДИНЕНИЯХ ГАЛЛИЯ

Изобретение относится к аналитической химии, а именно способам определения редкоземельных элементов (РЗЭ) по люминесценции кристаллофосфора,, и может быть использовано для определения тербия и диспроэия в неметаллическом галлии, окиси галлия и солях . галлия высокой чистоты в интервале содержаний РЗЭ от 1-10- до 1 ° 10 мас.%10

Известен способ определения тербия в соединениях галлия по люминесценции его в галлий-иттриевом гранате, содержащем, мас. %: Ба О 3 60, У О 35, ТЪ20э 5 g 1 ). l5

Однако этот способ не позволяет проводить одновременное определение в соединениях галлия других РЗЭ, в частности диспроэия, и, кроме того, характеризуется сравнительно высоким пределом обнаружения. ,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения тербия, праве- 25 одима и евротгия в соединениях галлия по люминесценции кристаллофосфора, включающий прокаливание смеси окислов галлия и РЗЭ с получением кристаллофосфора, его возбуждение и. регистрацьйо люминесценции определяе.- мых РЗЭ Г2 ).

Однако этот способ является длительным и не позволяет проводить однозременное определение диспроэия.

Целью изобретения является сокращение времени анализа и одновременное определение диспрозия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения редкоземельных элементов в соединениях галлия, включающему смешивание соединений галлия и тербия, прокаливание смеси и последующую регистрацию люминесценции, в смесь соединений дополнительно вводят хлористый натрий и соединения диспрозия, прокаливание осуществляют при 1150-1200 С в течение 10-15 мин и соединения вводят при следующем соотношении компонентов в кристаллофосфоре, мас. %:

Окись галлия 95-97

Хлористый натрий 2,98-4,99998

Окись тербия 0,00001-0,01

Окись диспроэия 0,00001-0,01

Сущность способа состоит в том, что при использовании смеси, содержащей 95-97 мас. % окиси галлия н 2,98-4,99998 мас. Ъ хлористого натрия, активированной РЗЭ и прокален990669

Таблица 1

900

5 10

1000

10 ной при 1150-1200 С в течение 1015 мии, достигается максимальная интенсивность люминЕсценции тербия и диспрозия, позволяющая с высокой чувствительностью определять эти РЗЭ по спектрам люминесценции ° При этом другие РЭЭ (от Се до Zu) не люминес-. цируют.

Темпаратуры прокаливания ниже

1150 С ведут к снижению интенсивности люминесценции тербия и диспрозия и уменьшению чувствительности их определения, температуры выше 1200оС приводят к снижению интенсивности люминесценции тербия и диспроэия иэза укрепления частиц кристаллофосфоров, н что отрицательно сказывается на пре15 делах обнаружения -тербия и диспрозия. данные по влиянию температуры и времени прокаливаиия на пределы об= наружения приведены в табл.1.

Время прокаливания 10-15 мин явля-. ется оптимальным для интенсивности люминесценции тербия и диспрозия, так как прокаливание менее 10 мин недостаточно. для достижения максимальной люминесценции, а прокаливание более

15 мин приводит к образованию крупных частиц кристаллофосфора, что снижает интенсивность люминесценции тер-. бия и диспрозия и ухудшает пределы их обнаружения. 30

Оптимальное соОтношение компонентов кристаллофосфора, мас. Ъ окись галлия 95-97; хлористый натрий 2,984-99998; окись тербия 0,00001-0,01у .окись диспрозия 0,00001-0,01. 35

Из табл.2 видно, что при содержаниях РЗЭ выше укаэанных наблюдается концентрационное гашение и нарушается линейная зависимость между интенсивностью люминесценции и концентра- 40 цией РЗЭ; люминесценцию РЭЭ при содержаниях, менее указанных, невозможно устойчиво зарегистрировать на используемом оборудовании.

Пример 1 ° 300 мг окиси галлия помещают в платиновый тигель,. приливают 1,6 мл 13-ного водного раствора хлористого натрия и добавляют по 0,03 мл солянокислых растворов тербия и диспрбзия концентрацией

10 мкг/мл по окиси, перемещают стеклянной. палоч <ой и упаривают досуха.

Сухой продукт растирают в яшмовой или оргстеклянной ступке,и переносят обратно в платиновый тигель, прокалива.ют при 1150 С. 15 мин.Пасле охлаждения кристаллофосфора спектры люминесценции тербия и диспроэия возбуждают излучением искры между вольфрамовыми электродами и регистрируют монохроматором ИДР-2 с фотоумножителем ФЭУ-18 в области длин волн 530-550 и 675695 нм соответственно.

Введено тербия и диспрозия 1 х

«lO Змас. Ъ, найдено с применением образцов сравнеиия тербия 1,2 10 диспрозия 1 ° lp

Пример 2. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют, как в примере l, но прокаливают при

1200 С 10 мин.

Введено тербия и диспроэия lх

«20 ìàñ. Ъ,найдено с применением образцов сравнения тербия 0,9 ° 10 диспроэия, — 1,3*10 > .

Пример 3. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют, как в примере 1, но добавку хлористого натрия вводят 0,9 мл 1Ъ-ного водного раствора.

Введено тербия и диспроэия 1 «

«10 > мас. Ъ, найдено с применением образцов сравнения тербия 1,3 ° 10"-2, диспрозия — 1,5 -10- .

Пример 4. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют, как в примере 1., но добавку тербия и диспроэия вводят по 0,3 мл солянокислых растворов с концентрацией

lмкг/мл по окиси.

Введено тербия и диспрозия по lх х10 -+ мас. Ъ, найдено с применением образцов сравнения тербия 1,5 -10 диспрозия — 1,2 10

Правильность способа проверена методом введено-найдено на промышленных образцах окиси галлия, металлического галлия и хлорида галлия высокой чистоты. Результаты анализа приведены в табл.3.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет расширить число определяемых РЭЭ в соединениях галлия и одновременно определить тербий и диспрозий, а также в 3-4 раза сократить продолжитель ность анализа., 5

990669 г .1о1. 10-5

1100

1150

1200

l-1О

2-10

3 10

1300

1400.10

3 10

l. lÎ-

1. 1О-

1 10% г 1о-

3 ° 1О >

1200

1200

1200

15

1200

1200

1200

Содвржание окиси тербия, мас. %

5-10 >

1.l0 <

2 ° 1О

2 10 5

5- 1О-

1. 10-4

° » «»»

° «»»»»»»»»ЮЮЮ

Содержание. хлористого натрия, мас. %

l-lÎ

2 10-5

5 ° 10-5

l - lO-<

2-10 5

5.10"

2 10

2. 10-5 продолжение табл. 1

Таблица 2

Содержание окиси днспрозия, мас. %

5. 10-5

1, 10-4

2 10

2. 10

5 ° 10 >

1. 10-4

1. 1Р-5

2 1О-

10 5

l - 10-5

2 ° 10

5 - 10-5

2 10-

2-1О-

990669

Таблица 3

I !

Найдено в исходном образце, мас. Ъ

Продукт

Образец

Введено, мас. Ъ

Найдено в образце с добавкой, мас. % окиси окиси тербия диспроэия окиси диспрозия окиси тер бия оки си тербия киси диспроия

Окись 1 5,5 10 5 4,6 10 галлия

2 -10 4 2-10 | 2,3 10 2,0 10

5,2 ° 10 5

2, 8 ° 10 4 2,2 ° 104

4,0 ° 10 6

5,2 10

5,0 ° 10 5

1 р. 10-4 9,4,10-5

3 ° 10-4 9,0 10 5.

10-5

5 10

6,0 10>

5,6 ° 10 5

Галлий металлический

1,5 10

Р

1 3.10-4

1 3 5 10 5 2 5.10

1 104

1. 1Р-4

1,3 10 4

l,1 10

6,5 P

7,2 10 5

2, 8 10-5

2,0.10-5

1 8.10 5 1 6 10-5

5 .10 5

5 105

7,0 ° 10

7,8 ° 10

2,4. 10 5 .1,9 10

Хлорид галли я

5,7 ° 10 5 4,2 ° 10

1-10

1,6 10 1,4 10 |

1- 10 4

6,3 10

3,7 10

1,8 10

2,8. 10

3,0 10

1, 2 10-4.

2,5 10 |

2,8 10

2 6,5 lp 5 5,0 10 5

2.10

2 . 10-4

5,5 ° 10

7,5 105

Формула изобретения 95-97 Способ определения редкоземельных 2,98-4,99998 элементов в соединениях галлия, вклю- 0 00001-0,01 чающий смешивание соединений галлия 45 0,00001-0,01 и тербия, прокаливание смеси и последующую регистрацию люминесценции, Источники информации, отличающийся тем, что, принятые во внимание при экспертизе с целью сокращения времени анализа 1. Красноперов В.А., Беэрук Е.Т., и одновременного определения диспро- Воеводская T.Ê. Люминесценция-V-Ga эия, в смесь соединений дополнитель- граната, активированного тербием. но вводят хлористый натрий и соедине- Известия АН СССР. Неорганические ния диспрозия, прокаливание осуществ- материалы, 1976| в 8, 12, с.1427ляют при 1150-1200 С в течение 10- 1429.

15 мин и соединения вводят при сле- 2. Авторское свидетельство СССР дующем соотношении компонентов в по заявке в 2823951/26, кристаллофосфоре, мас. В кл. С 01 F 17/00, 1979.

Составитель Е.Данилин

Редактор С.Льисова Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Решетник

Заказ 35/29 Тирам 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Окись галлия

Хлористый натрий

Окись тербия

Окись диспрозия филиал ППП Патент, r.уагород, ул, Проектная, 4