Резонансное Возбуждение Фотолюминесценции В Кристаллогидрате Уранилацетата

Abstract

Поступила в редакцию 03.10.2017 г.Предложен метод экспресс-анализа ураниловых соединений на основе резонансного волоконно-оптического возбуждения фотолюминесценции (ФЛ) ультрафиолетовым излучением лазеров или полупро-водниковых светодиодов. С использованием разработанной методики получены спектры ФЛ кристаллогид-рата уранилацетата UO 2 (CH 3 COO) 2 · 2H 2 O при экспозициях 10 −3 s предельно малого объема вещества (10 −9 cm 3 ). В качестве источников возбуждающего излучения использованы полупроводниковые светодиоды с длинами волн 369, 385, 410 и 466 nm, а также импульсно-периодический азотный лазер с длиной волны генерации 337 nm. Регистрация спектров ФЛ осуществлялась малогабаритным миниспектрометром, обеспечивающим возможность анализа спектров в диапазоне 200−1000 nm. ВведениеИнтерес к соединениям урана [1] в настоящее время обусловлен их применениями в атомной энергетике и возникающими вследствие этого проблемами перера-ботки и утилизации. Интенсивные исследования спек-тров этих соединений ведутся [2,3] с конца двадцатого столетия после начала прикладных работ в этой обла-сти [4]. Соединения урана представляют интерес также в связи с их особыми кристаллохимическими и физико-химическими свойствами [5,6]. Одним из таких свойств является наличие интенсивного люминесцентного све-чения [7] в видимой области спектра, обусловленного электронным строением иона уранила (UO 2 ) + [8]. В спектре электронных состояний этого иона имеется большое число энергетических переходов. Переходы находятся в ультрафиолетовой, инфракрасной и видимой областях. В монографии [9] приводятся общие сведе-ния и анализ соединений ураниловой группы. Ранее в работах [10-17] были исследованы спектры фото-люминесценции (ФЛ) и поглощения органических и неорганических комплексов на основе уранила: силика-та, перхлората, нитрата, сульфата, фторида и оксалата уранила при разных температурах. В этих работах было установлено, что спектры ФЛ ураниловых соединений при комнатной температуре обычно состоят из системы эквидистантно расположенных диффузных полос, зани-мающих область спектра около 450 nm. В зависимости от условий регистрации обнаруживается 4−8 полос ФЛ с расстоянием между максимумами (в шкале частот) около 860 cm −1 . Спектральные положения максимумов этих полос зависят от химического состава соответ-ствующего соединения. Охлаждение кристаллических образцов до температуры кипения жидкого кислорода или азота сопровождается расщеплением спектров ФЛ большинства ураниловых соединений в полосе ФЛ с полушириной 20−40 cm −1 . В результате этого рас-щепления формируется структура спектров ФЛ при возбуждении различными длинами волн видимого и ультрафиолетового диапазонов [10,18]. Образовавшаяся структура индивидуальна для каждого соединения и очень чувствительна к наличию примесей.В работах [19][20][21][22][23] приведен подробный анализ элек-тронных конфигураций некоторых ураниловых соедине-ний, а также детально описаны механизмы распреде-ления энергии между собственными колебаниями кри-сталла. Экспериментальные результаты хорошо согла-суются с рез...