НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Определение химических форм основных компонентов некоторых неорганических материалов на основе соединений РЗЭ

Антонович В.П., Чивирева Н.А., Стоянова И.В., Ласовская О.Н., Голик Н.Н.

Физико-химический институт им.А.В.Богатского НАН Украины, Одесса

Функциональные свойства новых пленкообразующих материалов на основе со­единений РЗЭ (LnSF,LnF₃,Ln₂S₃) и люминофоров, активированных ионами лантанидов, зависят от стехиометрии исходных веществ и конечных продуктов, содержаний примес­ных фаз (в частности, оксофторидов) и соотношений Ln(II):Ln(III). Система аналитиче­ского контроля таких материалов должна включать простые, безэталонные и прецизион­ные методики определения химических форм основных(S^2-,F^-) и примесных (Ln²⁺) ком­понентов, неразрушающие методы обнаружения и количественного определения неко­торых соединений лантанидов.

Для предотвращения в процессе разложения проб потерь и изменения форм неко­торых компонентов использовали реагенты, которые на стадии вскрытия селективно взаимодействовали с химической формой определяемого элемента.

Определение сульфид-иона основано на обработке образца LnSF (Ln₂S₃) избытком тит­рованного раствора иода в присутствии разбавленной H₂SO₄ и последующем титровании I₂ тиосульфатом.

Определение фторид-иона основано на обработке образца LnSF (LnF₃) избытком титрованного раствора H₃BO₃ в смеси с 1М раствором HNO₃(HCl),удалении BF₃ кипяче­нием раствора, переведении избытка H₃BO₃ в сильную маннитоборную кислоту и ее ал­калиметрическом титровании. В случае трудновскрываемых образцов LnSF и LnF₃ раз­ложение проводили буферными растворами, содержащими ЭДТА, ацетат и хлорид-ионы, либо растворами K₂CO₃ с конечным ионометрическим определением фторида.

Решение задачи определения разновалентных форм европия основано на раство­рении материалов, содержащих Eu(II) и Eu(III), в 70% H₃PO₄ в присутствии титрован­ного раствора NH₄VO₃, избыток которого титровали солью Fe(II). Предлагаемым мето­дом проанализированы люминесцентные материалы на основе алюминатов MAl_nO_m^.Eu(II) и борфосфатов MBPO₅^.Eu(II), где M=Ca,Sr,Ba; галогенборатов Ba₂B₅O₉Г^.Eu(II), где Г=Cl,Br, а также фториды европия с различным соотношением EuF₂ и EuF₃ .

Валовое содержание РЗЭ во всех типах исследуемых материалов определяли ком­плексонометрически после жесткого кислотного разложения проб.

Нами установлено, что спектроскопия диффузного отражения в УФ-,видимой и ИК-об­ластях спектра позволяет однозначно различать и идентифицировать оксиды и фториды, сульфиды и сульфофториды лантанидов, устанавливать присутствие оксидной фазы в LnF3, что подтверждено рентгенофазовым анализом, а также обнаруживать ≥1% Eu(II) и Yb(II) в LnF3 и LnSF. В случае европия найдена возможность количественного опреде­ления Eu(II) в EuF3-x .

Разработанные методики обладают удовлетворительными метрологическими ха­рактеристиками и позволяют контролировать влияние условий синтеза и последующей обработки материалов на их стехиометрию.