Способ определения редкоземельных элементов в соединениях галлия и иттрия

358 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 01 у 7/00, С 01 Н 21/64 3 (59 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ина Н.Пличествкристалмка",ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Полуэктов Н.С., ЕфрюшГава С.А. Определение микроколантаноидов по люминесценциилофосфоров. Киев, "Наукова Ду1976, с. 10-11;2, Красноперов В.А., Безрук Е.Т.Воеводская Т.К. Люминесценция О- баграната, активированного тербием.Сер. Неорганические материалы,Известия АН СССР, 1976, п": 8, с. 12,с. 1427-1429.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕИЕНТОВ В СОЕДИНЕНИЯХ ГАЛЛИЯ И ИТТРИЯ, включающий смешивание соединений галлия, иттрия и определяемых редкоземельных элементов, прока. ливание смеси с получением окисей смешанных элементов с последующей регистрацией интенсивности люминесценции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствитель" ности и одновременного определения тербия, празеодима и европия прокаЭ ливают смесь при 1350-1400 С в течение 30-40 мин и соединения смешивают при следующих соотношениях компонентов в кристаллофосфоре, мас.й:Окись иттрия 34-50Окись тербия О, 00001-0, 02 Окись празеодима 0,00001-0,02Окись европия 0,00001-0,02 Окись галлия ОстальноеИзобретение относится к аналитической химии, а именно к люминесцентным способам определения редкоземельных элементов (РЗЭ) из кристаллофосфора, и может быть использовано дляопределения тербия, празеодима и европия в окиси галлия, шихте галлий-иттриевого граната, солях галлия идругих соединениях высокой, чистотыв интервале содержаний РЗЭ 2 10 - 101 10мас.%,Известен способ люминесцентногоопределения РЗЭ в соединениях алюминия по люминесценции кристаллофосфоров, включающий прокаливание смеси 1 Боксидов алюминия и РЗЭ, возбуждениеи регистрацию люминесценции РЗЭ 113.Согласно известному способу в качестве основных компонентов смесииспользуют оксиды алюминия и иттрия. 20При прокаливании смеси обра. уютсягранаты общей Формулы МеА 1 зО, гдЕМе-Г 1, .Известный способ позволяет проводить определение в соединениях алюминия лишь одного РЗЭ - гадолинияи не может быть использован для одновременного определения нескольких РЗЭ..Наиболее близким к изобретению по Зптехнической сущности и достигаемомурезультату является способ люминесцентного определения тербия в соединениях галлия по люминесценцииего в.галлий-иттриевом гранате,содержащем, мас,%: СоО, б 0; 0 35;тЬО 5 Г 2 О.Однако этот способ не позволяетпроводить одновременнбе определение всоединениях галлия других РЗЭ, в 4частности празеодима и европия, и,кроме этого, характеризуется сравнительно высоким пределом обнаружения, что не позволяет использоватьего для анализа материалов высокой 4чистоты,Целью изобретения является повышение чувствительности и одновременного определения тербия, празеодима и европия,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определения РЗЭв соединениях галлия и иттрия, включающему смешивание соединений галлия, иттрия и определяемых РЗЭ, прокаливание смеси с получением окисейсмешанных элементов с последующейрегистрацией интенсивности люминесценции, прокаливают смесь при 1350- 1400 С в течение 30-40 мин и соединения смешивают при следующих соотношениях компонентов в кристаллоФосФоре, мас.%;Окись иттрия 34-50Окись тербия 0,00001-0,02Окись празеодима 0,00001-0,02Окись европия 0,00001-0,02Окись галлия ОстальноеСущность способа состоит в том, что при использовании смеси оксидов указанного состава ч прокаливании ее при определенных условиях образуется кристаллофосфор, в котором тербий, празеодим и европий обладают очень высокой интенсивностью люминесценции, что позволяет определитьэти элементы на уровне 1.10мас.%и выше,В кристаллофосфоре, полученном попредлагаемому способу, другие РЗЭ,кроме тербия, празеодима и европияв режиме послесвечения не люминесцируют.Оптимальное соотношение компонентов кристаллофосфора, мас.%: окисьиттрия 35-50; окись тербия 0,000010,02; окись празеодима 0,00001-0,002;окись европйя 0,00001-0,02; окисьгаллия - остальное. Изменение процентного содержания основных компонентов: оксида галлия и оксида иттрияот оптимальных приводит к ухудшениюпределов обнаружения РЗЭ с 2-10 раз.Из данных табл, 1 следует, что присодержании РЗЭ выше указанных пределов наблюдается концентрационноегашение и нарушается линейная зависимость между интенсивностью люминесценции и концентрацией РЗЭ; присодержании РЗЭ менее указанных пределов интенсивность люминесценцииснижается, что не позволяет устойчиворегистрировать ее на используемомоборудовании.1При температурах прокаливания ниже 1350 С интенсивность люминесценции РЗЭ снижается и уменьшается чувствительность их определения; температуры выше 1400 С приводят к укрупнению частиц кристаллофосфора, что также ведет к снижению интенсивности люминесценции РЗЭ и отрицательно сказывается на пределах их обнаружения.Время прокаливания 30-40 мин является оптимальным для интенсивности люминесценции РЗЭ в образующемся3кристаллофосфоре, так как при прокаливании менее 30 мин не достигается максимальная интенсивность люминесценции, а прокаливании более .40 мин приводит к образованию крупных спекшихся частиц кристаллофосфора, что снижает интенсивность люминесценции РЗЭ и, следовательно, ухудшает преде. лы их обнаружения.Данные по влиянию температуры и 10 продолжительности прокаливания смеси оксидов на чувствительность определения тербия, праэеодима и европия приведены в табл. 2. 11133 15П р и м е р 1. 200 мг окиси галлия и 150 мг окиси иттрия помещают вплатиновый тигель, добавляют по 0,2 млсолянокислых растворов празеодима,европия, тербия с концентрацией0,1 мкг/мл по окиси, перемешивают иупаривают досуха. Сухой продукт растирают в яшмовой или оргстеклянной ступке и переносят в платиновый тигель,прокаливают при 1350 С 30 мин. После 25охлаждения кристаллофосфора спектрылюминесценции празеодима, европия,тербия возбуждают излучением искрымежду вольфрамовыми электродами ирегистрируют монохроматором МДРЗ 0с фотоумножителем ФЭУв областидлин волн нм: 475-495, 585-600, 370395 соответственно,Введено РЗЭ 1,0 10 мас,%.Найдено с применением образцов срав 35кения: празеодима 1,5 10 , европия0,810 , тербия 11 10 П р и м е р 2. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют также, как в примере 1 но прокали вают при 1350 Св течение 40 мин.Введено РЗЭ 110 мас.7Найдено с применением образов сравнения: празеопима 1,0 10 европия 1,0 10тербия 1,4 1 О.П р и м е р 3. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистрируют как в примере 1, но смешивают 200 мг окиси галлия и 200 мг окиси иттрия.,Введено РЗЭ 1 10мас.7.Найдено с применением образцов сравнения: празеодима 1,0 10 , европия 0,9 10 , тербия 1,5 10.П р и м е р 4. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию регистируют, как в примере 1, но добавку празеодима, европия, тербия вводят по 0,6 мл раствора концентрацией 10 мкг/мл по окиси РЗЭ.Введено РЗЭ 3 10 мас.Е.Найдено с применением образцов сравнения: празеодима 3,2 10 ; европия 2,9 .10 , тербия 3,510Пригодность способа проверена на промышленных образцах. окиси галлия, металлического галлия, хлорида галлия высокой частоты.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным характеризуется более низким пределом обна ружения тербия, праэеодима и европия, что позволяет использовать его для анализа соединений галлия особой чистоты.ТаблицаДобавка окиси, мас.Е Результатпразеодима европия тербият 11 О 110 1 10 2 10 110 з 110 ф 210 1101 10 1. 10 1 10 110 1 2 ф 10 2 1 1 ф 102 10 1 ф 101 10 110210110 5110 "210 Наблюдается линейная зависимостьинтенсивностилюминесценции. РЗЭ от их содержания и максимальная интенсивность люминес- ценции.1 10 210 39.99994 60 Наблюдается уменьшение интенсивностилюминесценции РЗЭ,снижение чувствительности их определения. 60 110 70 1.10210 70 Сохраняется линейная зависимость 1"10 между интенсивностью люминесценции и концентрацией РЗЭ 20 79.94 20 2 .10110 " 2 101 10 2101 "10 59.94 40 Наблюдается отсутствие линейной за 59.7 40 висимости люминесценции РЗЭ от концентрации РЗЭ 57,0 40 1,0 1,0 1102 10 5:10 1,0 1 10 2 10 59.999997 40 59.999994 40 59.999985 40 Наблюдается уменьшение соотношения"сигнал-фон", зарегистрировать люминесценцию РЗЭ наиспользуемом оборудовании невозможно,2.10 510 5 10 Таблица 2 Температура, С Время прокалив ания, мин Предел обнаружения РЗЭмас,% 1000 Люминесценция РЗЭ Не наблюдается 1100 1 10" 3101200 1300 0,5101350 39.9539,9429.999729.99729.9479.999779,997 2 10 2 10 2 10 1 10 1 10 210 110 110 210 2102102 10 1101 10 210 1"101 10 2108Продолжение табл. 2 1113358 Температура, ОС 1102 -103 "101400 1450 1500 5" 1010 1350 310 1 10 20 30 35 0,510О, 8.-10 40 210 з 3 10 з 50 60 Составитель Е. ДанилинТехред М. Гер гель Корректор С. Шекмар Редактор М. Товтин Заказ 7481 Тираж 463 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Время прокаливания, мин Предел обнаружения РЗЭ,мас.Х