Способ определения редкоземельных элементов в соединениях галлия Советский патент 1983 года по МПК C01F17/00 G01N21/64 

Изобретение относится к аналитиче кой химии, а именно способам определ ния редкоземельных элементов (РЗЭ) п люминесценции кристаллофосфора,, и может быть использовано для определе ния тербия и диспрозия в неметаллическом, галлии, окиси галлия и солях галлия высокой чистоты в интервале содержаний РЗЭ от I-IO до l-lOWc Известен способ определения терби в соединениях галлия по люминесценции его в галлий-иттриевом гранате, содержащем, мае, %: 60, V20 35, ТЪгОз 5 til. Однако этот способ не позволяет проводить одновременное определение в соединениях галлия других РЗЭ, в частности диспрозия, и, кроме того, характеризуется сравнительно высоким пределом обнаружения. . . .Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ люмине сцентного определения тербия, празеодима и европия в соединениях галлия по люминесценции кристаллофосфора, включающий прокаливание смеси окислов галлия и РЗЭ с получением кристаллофосфора, его возбуждение и. регистрацию люминесценции определяе.ых РЗЭ С2 . Однако этот способ является длительным и не позволяет проводить одновременное определение диспрозия. 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 кристсшлофосфоре, мае. Окись галлия 2,98-4,99998 Хлористый натрий 0,00001-0,01 Окись тербия 0,00001-0,01 Окись диспрозия Сущиость способа состоит в том, что при использовании смеси, содержащей 95-97 мае. % окиси галлия и 2,98-4,99998 мае. % хлористого натрия, активированной РЗЭ и прокаленной при il50-i200C в течение 1015 мин, достигается максимальная Интенсивность люминесценции тербия и диспрозия, позволяющая с высокой чувствительностью определять эти РЗЭ по спектрам люминесценции. При этом другие РЗЭ (от Се до Zu) не люминесцируют. Темпаратуры прокаливания ниже 1150°С ведут к снижению интенсивности люминесценции тгербия и диспрозия и уменьшению чувс1вительности их определения, температуры выше 1200С приводят к снижению интенсивности люминесценции тербия и диспр.оэия изза укрепления частиц кристаллофосфоров и что отрицательно сказывается на пределах обнаружения тербия И диспрозия Данные по влиянию температуры и времени прокаливания на пределы обнаружения приведены в табл.1. Время прокаливания 10-15 мин явля ется оптимальным для интенсивности люминесценции тербия и диспрозия, та как прокаливание менее 10 мин недостаточно, для достижения максимальной люминесценции, а прокаливание боЛее 15 мин приводит к образованию крупных частиц кристаллофосфора, что сни жает интенсивность люминесценции тер бия и диспрозия и ухудшает пределы их обнаружения. Оптимальное соотношение компонентов кристаллофосфора, мае. % окись галлия 95-97; хлористый натрий 2,984-99998; окись тербия 0,00001-0,01; .окись диспрозия 0,00001-0,01. Из табл.2 видно, что при содержаниях РЗЭ выше указанных наблюдается концентрационное гашение и нарушается линейная зависимость меяду интенсивностью люминесценции и концентрацией РЗЭ; люминесценцию РЗЭ при содержаниях, менее указанных, невозмож но устойчиво зарегистрировать на используемом оборудовании. Пример 1. 300 мг окиси галлия помещают в платиновый тигель, приливают 1,6 мл 1%-ного водного раствора хлористого- натрия и добавля ют по 0,03 мл солянокислых растворов тербия и диспрбзия концентрацией 10 мкг/мл по.окиси, перемещают стеклянной. палочкой и упаривают досуха. Сухой продукт растирают в яшмовой ил оргстеклянной ступке и переносят обратно в платиновый тигель, прокаливалт при 1150°С 15 мин.После охлаждения кристаллофосфора спектры люминесценции тербия и диспрозия возбуждают излучением искры между вольфрамовыми электродами и регистрируют монохроматором ВДР-2 с фотоумножителем ФЭУ-18 в области длин волн 530-550 и 675695 нм соответственно. Введено тербия и диспрозия 1 У . %, найдено с применением образцов сравнения тербия 1,, диспрозия . Пример 2. Кристаллофосфор готовят и.люминесценцию регистрируют, как в примере 1, но прокаливают при 1200°С 10 мин. Введено тербия и диспрозия 1 . %,найдено с применением образцов сравнения тербия 0,9-10, диспрозия,- 1,310-5. Пример 3. Кристаллофосфор готовят и люминесценцию .регистрируют, как в примере 1, но добавку хлористого натрия.вводят 0,9 мл 1%-ного водного раствора. Введено тербия и диспрозия 1f кЮ мае. %, 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 диспрозия вводят по 0,3 мл солянокислых растворов с концентрацией 1МКГ/МЛ по окиси. Введено тербия и диспрозия по мае. %, 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 РЗЭ в соединениях галлия и одновременно определить тербий.и диспрозий, а также в 3-4 раза сократить про до лжи те льность анс1лиза. Таблица 1

Продолжение табл. 1

Содержание окиси тербия,-мае. %

7 10

Таблица 2

Содержание окиси диспрозия, мае. %

5-105-10-51-10-

lvlO-5. 2-102-10-52.10f

5:10-5

1-10-

i-io-

-5

1 -101-10

-5

2-10-5 2-10

-5

5 10- 5-10

l-lQ-5 1-105 2-102-10-S5-10-5

5-102-102-10-52102-10 5

5,5-10-54,6-10-5

5,2-1054,0-10

6,0- 10-55,2-10

5,6-10-- 5,

Таблица 3

2-10 2-10- 2,3-10 2,010

2,8-10- 2,210-4

1,0-10- 9,

-5

5-10 1,3-10- 9,0-1СГ5