Способ определения редкоземельных элементов в соединениях галлия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 990669(61)Дополнительное к авт. свмд-ву 22) Заявлено 22. 02. 80 (21) 2888052/23-26 И 3 М. Кл.з С 01 Р 17/00 6 01 К 21/64 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет 3323486/23-26 Опубликовано 33.01.83. Бюллетень М 3 53 УДК 546 65 г г 543. 426 (088. 8) Дата опубликования описания 23.01.83ЭЛЕМЕНТОВИзобретение относится к аналитической химии, а именно способам определения редкоземельных элементов (РЗЭ) полюминесценции кристаллофосфора иможет быть использовано для определения тербия и диспроэия в неметаллическом галлии, окиси галлия и солях .галлия высокой чистоты в интервалесодержаний РЗЭ от 110- до 110 мас.%10Известен способ определения тербияв соединениях галлия по люминесценции его в галлий-иттриевом гранате,содержащем, мас. %: баО 3 60,ЧО 35 ТЪ 20 э 5 1 ). 15Однако 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 одима и евротгия в соединениях галлия по люминесценции кристаллофосфора, включающий прокаливание смеси окислов галлия и РЗЭ с получением кристаллофосфора, его возбуждение и. регистраци 1 о люминесценции определяе.- мых РЗЭ (.2 ).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 до" полнительно 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. ЪгОкись галлия 95-97Хлористый 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. В окиси галлия н 2,98"4,99998 мас. Ъ хлористого натрия, активированной РЗЭ и прокален990669 Т а б л и ц а 1 10 4 ной при 1150-1200 С в течение 1015 мии, достигается максимальная интенсивность люминЕсценции тербия идиспрозия, позволяющая с высокойчувствительностью определять эти РЗЭпо спектрам люминесценцииПри этомдругие РЗЭ (от Се до 2 о) не люминесцируют.Темпаратуры прокаливания ниже1150 С ведут к снижению интенсивности люминесценции тербия и диспрозияи уменьшению чувствительности их определения, температуры выше 1200 Сприводят к снижению интенсивностилюминесценции тербия и диспроэия иэза укрепления частиц кристаллофосфоров,н что отрицательно сказывается на пре 15делах обнаружения -тербия и диспрозия.Данные по влияНию теМпературы ивремени прокаливаиия на пределы об=наружения приведены в табл,1,Время прокаливания 10-15 мин является оптимальным для интенсивностилюминесценции тербия и диспрозия, таккак прокаливание менее 10 мин недостаточно. для достижения максимальнойлюминесценции, а прокаливание более15 мин приводит к образованию крупных частиц кристаллофосфора, что снижает интенсивность люминесценции тер-бия и диспрозия и ухудшает пределыих обнаружения. 30Оптимальное соатношение компонентов кристаллофоСфора, мас. Ъ окисьгаллия 95-97; хлористый натрий 2,984-99998 у окись тербия 0,00001-0,01 у.окись диспрозия 0,00001-0,01. 35Из табл.2 видно, что при содержаниях РЗЭ выше укаэанных наблюдаетсяконцентрационное гашение и нарушается линейная зависимость между интенсивностью люминесценции и концентрацией РЗЭ; люминесценцию РЗЭ при содержаниях, менее указанных, невозможно устойчиво зарегистрировать на используемом оборудовании.П р и м е р 1300 мг окиси галлия помещают в платиновый тигель,.приливают 1,6 мл 13-ного водногораствора хлористого натрия и добавляют по 0,03 мл солянокислых растворовтербия и диспрбзия концентрацией10 мкг/мл по окиси, перемещают стеклянной. палочкой и упаривают досуха.Сухой продукт растирают в яшмовой или оргстеклянной ступке,и переносят обратно в платиновый тигель, прокаливают при 1150 бС 15 мин.Пасле охлаждениякристаллофосфора спектры люминесценции тербия и диспроэия возбуждают излучением искры между вольфрамовымиэлектродами и регистрируют монохроматором ИДРс фотоумножителем ФЭУ в области длин волн 530-550 и 675695 нм соответственна.Введено тербия и диспрозия 1ЮО 3 мас. Ъ, найдено с применением образцов сравнеиия тербия 1,2 10 -3,диспрозия 110-.П р и м е р 2. Кристаллофосфорготовят и люминесценцию регистрируют,как в примере 1, но прокаливают при1200 С 10 мин.Введено тербия и диспроэия 110 мас. Ъ,найдено с применением образцов сравнения тербия 0,910диспроэия, - 1,310 3 .П р и м е р 3. Кристаллофосфорготовят и люминесценцию .регистрируют,как в примере 1, но добавку хлористого натрия вводят 0,9 мл 1-ного водного раствора,Введено тербия и диспроэия 1ч 10мас. Ъ, найдено с применениемобразцов сравнения тербия 1,310"-2,диспрозия - 1,5 10-,П р и м е р 4. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют,как в примере 1., но добавку тербия идиспроэия вводят по 0,3 мл солянокислых растворов с концентрацией1 мкг/мл по окиси.Введено тербия и диспрозия по 1 хх 10 -ф мас. Ъ, найдено с применениемобразцов сравнения тербия 1,5 10диспрозия - 1,2 10Правильность 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 способпо сравнению с известным позволяетрасширить число определяемых РЗЭ всоединениях галлия и одновременно определить тербий и диспрозий, а такжев 3-4 раза сократить продолжительность анализа..10 1200 1200 10 1200 15 1200 1200 20 1200 30 5 105 1 105 210 5 510 1, 10-4 2 10 2 10 210 5 5. 10-5 1 104 10 е ав а в е ав ав ае ав аввааа990669 Т а б л и ц а 3 1Найдено в исходном образце, мас, Ъ Про- дукт Образец Введено, мас, Ъ Найдено в образце с добавкой,мас, % окиси окиси тербия диспро- эия окиси дис"прозия окиси тербия окиситербия кисидиспро- ия 10 2,0 1010-4 2 10 Окись 1галлия 5,5 10-5 4,6 10 5,2 10 5 4,0 10 8 10 4 2,210 6,0 10 5 5,6 104,2 10 3,7 10 5,0 10 5 7 10-5 1,4 10 4 1,2 10 4 2,5 104 2,8 10 1 10-4 1,61 6,3 10 6,5 105 1,8 10 42,8 1043,0 10 10 10 4 7,5 105 5 10 Формула изобретения Окись галлия 9Способ определения редкоземельных Хлористый натрий 2элементов в соединениях галлия, вклю-Окись тербия 0чающий смешивание соединений галлия 45 Окись диспрозия 0и тербия, прокаливание смеси и последующую регистрацию люминесценции,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью сокращения времени анализаи одновременного определения диспроэия, в смесь соединений дополнительно вводят хлористый натрий и соединения диспрозия, прокаливание осуществляют при 1150-1200 фС в течение 1015 мин и соединения вводят при следующем соотношении компонентов в по заявке 9 2823951/26,кристаллофосфоре, мас. В кл. С 01 Р 17/00, 1979.Составитель Е.ДанилинРедактор С.Лыкова Техред Ж,Кастелевич Корректор Г.Решетникее ее ее еееееевшее шевшш шише еееЗаказ 35/29 Тирам 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5-9798-4,9999800001-0,0100001-0,01 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Красноперов В.А., Беэрук Е.Т.,Воеводская Т.К. Люминесценция-Чаграната, активированного тербием.Известия АН СССР. Неорганическиематериалы, 1976, 9 8, 12, с.14271429.2, Авторское свидетельство СССР илиал ППП Патент 1, г.уагород, ул,Проектная,4