Сорбція аналітичних форм лантанідів з водно-диметилсульфоксидного розчину, способи підвищення інтенсивності люмінесценції комплексів. Введення донорно-активних лігандів та органічних розчинників. Усунення безвипромінювальних втрат енергії збудження.
Аннотация к работе
Серед сучасних методів аналітичної хімії, які широко використовуються для визначення Ln, люмінесцентний відрізняється високою чутливістю, а в деяких випадках - селективністю. Численними дослідженнями показана важлива роль безвипромінювальних втрат енергії в комплексах лантанідів з органічними лігандами, що в значній мірі знижує інтенсивність їх люмінесценції, отже і чутливість визначення. Встановити принципову можливість визначення Ln(III), що характеризуються порівняно низькими квантовими виходами (ц) та часами життя люмінесценції (ф), в присутності інших лантанідів з високими значеннями цих характеристик шляхом використання дозволеної за часом люмінесценції. На прикладі комплексів Tb(III) та Dy(III) з піразол-5-карбоновими кислотами вперше показано принципову можливість виділення люмінесценції Dy(III), який має відносно малий час життя та значення квантового виходу люмінесценції в присутності супутнього йому Tb(III) зі значно більш високими значеннями цих характеристик. З використанням в якості аналітичної форми комплексу Dy(III) з 3-(6-бензодіоксаніл)-піразол-5-карбоновою кислотою та застосуванням техніки дозволеної за часом люмінесценції розроблено методику його визначення в присутності Tb(III) в люмінесцентних матеріалах, які активовані обома лантанідами.Розглянуто способи зниження безвипромінювального переносу енергії, що забезпечує значне підвищення таких характеристик комплексів як інтенсивність, квантовий вихід та час життя люмінесценції, завдяки чому можливе подальше зниження межи визначення Ln(III), а в деяких випадках - підвищення селективності їх визначення при сумісній присутності. Комплекси Ln(III) з піразол-5-карбоновими кислотами в літературі не описані, тому було досліджено умови їх утворення, співвідношення компонентів в них та люмінесцентні властивості. Співвідношення компонентів Tb(Dy):піразол-5-карбонова кислота в розчинах та на твердій матриці (поліметилметакрилаті - ПММА та фосфаті цирконію - ФЦ) встановлено методом молярних співвідношень по інтенсивності люмінесценції комплексів та дорівнює 1:3. Можна відзначити також, що інтенсивність люмінесценції I3 комплексів, які сорбовані з водно-диметилсульфоксидних розчинів, є суттєво вищою I0, що обумовлено одночасно як концентруванням, так і виключенням міжмолекулярних втрат, які спостерігаються при дифузійних зіткненнях молекул в розчині. Експериментально встановлено, що підвищення Ілюм. цих комплексних сполук при заморожуванні їх розчинів до 77 К в 1,5-3,0 рази є меншим, ніж при використанні сорбції на ПММА з Н2О-ДМСО (50 % об.) розчинів, в результаті якої межі визначення Tb(III) в комплексах з похідними піразолу знижені в ?100 разів (табл.Показано можливості поліпшення чутливості та селективності люмінесцентного визначення лантанідів в парах Tb - Dy, Sm - Eu, Pr - Eu(Sm) при використанні різноманітних засобів зменшення безвипромінювальних втрат енергії збудження комплексів лантанідів з органічними лігандами та дозволеної за часом люмінесценції. З використанням кращої аналітичної форми в ряду досліджених лігандів - Tb-БОПК проведено визначення Tb(III) в люмінесцентних матеріалах на основі гадоліній-та індій-боратів, у тому числі сорбційно-люмінесцентним методом. При використанні дозволеної за часом люмінесценції з виділенням короткотривалої її компоненти для Dy(III) вперше було показано принципову можливість його визначення в присутності тербію. Показано, що введення в розчини b-дикетонатів Pr(III) донорно-активних нейтральних лігандів, органічних розчинників, ПАР призводить до значного збільшення інтенсивності його люмінесценції (від 2 разів до 2 порядків величини). Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту з сорбції Tb(III) фосфатом цирконію та дослідженні співвідношення компонентів Tb:піразолони-5.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
Показано можливості поліпшення чутливості та селективності люмінесцентного визначення лантанідів в парах Tb - Dy, Sm - Eu, Pr - Eu(Sm) при використанні різноманітних засобів зменшення безвипромінювальних втрат енергії збудження комплексів лантанідів з органічними лігандами та дозволеної за часом люмінесценції.
1. Досліджено умови комплексоутворення та визначено люмінесцентні характеристики комплексів Tb(III) і Dy(III) з піразол-5-карбоновими кислотами.
2. Встановлено, що усунення безвипромінювальних втрат енергії збудження шляхом сорбції комплексу з розчину Н2О-ДМСО (50 об. %) дозволяє знизити межу визначення Tb(III) в комплексах з похідними піразолу на 2 порядки величини та більше. З використанням кращої аналітичної форми в ряду досліджених лігандів - Tb-БОПК проведено визначення Tb(III) в люмінесцентних матеріалах на основі гадоліній- та індій-боратів, у тому числі сорбційно-люмінесцентним методом.
3. При використанні дозволеної за часом люмінесценції з виділенням короткотривалої її компоненти для Dy(III) вперше було показано принципову можливість його визначення в присутності тербію. Розроблено методику визначення Dy(III) в люмінесцентних матеріалах, активованих обома лантанідами.
4. Проведено систематичне вивчення комплексоутворення та спектрально-люмінесцентних властивостей комплексів Pr(III) з різними b-дикетонами. Показано, що введення в розчини b-дикетонатів Pr(III) донорно-активних нейтральних лігандів, органічних розчинників, ПАР призводить до значного збільшення інтенсивності його люмінесценції (від 2 разів до 2 порядків величини).
5. Вперше показано можливість використання для аналітичної мети люмінесценції Pr(III) в розчинах його комплексних сполук. З використанням різнолігандного комплексу Pr(ТТА)3ДАПМ в якості кращої аналітичної форми проведено визначення Pr(III) в люмінесцентних матеріалах на різній основі. Контроль правильності результатів проведено аналізом сульфіду цинку, активованого PRF3, який атестовано на вміст Pr(III) атомно-емісійним методом.
6. Розроблено чутливий та селективний метод визначення Eu(III) в Sm2O3 високого ступеню чистоти з використанням твердої матриці - фосфату цирконію та налідіксової кислоти як сенсибілізатора люмінесценції Eu(III). Межу визначення Eu(III) знижено на 2 порядки величини в порівнянні з відомим методом його визначення в розчині комплексу Eu(ТТА)3Фен. Контроль правильності результатів проведено аналізом зразку Sm2O3, атестованого на вміст Eu(III) спектральним методом.
СПИСОК ПУБЛИКАЦІЙ
1. Мешкова С.Б., Топилова З.М., Литвиненко А.В., Назаренко Н.А. Получение и люминесцентные свойства комплексов тербия (III) с пиразолонами-5 на фосфате циркония // Коорд. Химия. - 2003. - Т.29, - №10. - С. 790-795.
Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту з сорбції Tb(III) фосфатом цирконію та дослідженні співвідношення компонентів Tb:піразолони-5.
Здобувачем виконано експеримент з сорбції Eu(III) фосфатом цирконію та дослідженню люмінесцентних властивостей сорбатів комплексів з органічними і неорганічними лігандами.
3. Мешкова С.Б., Топилова З.М., Назаренко Н.А., Литвиненко А.В., Ефрюшина Н.П. Повышение селективности люминесцентного определения европия (III) при использовании твердой подложки - фосфата циркония // Журн. аналит. химии - 2004. - Т.59, №3. - С. 280-284.
Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту щодо вивчення впливу різноманітних сорбентів на інтенсивність люмінесценції комплексів Eu(III).
4. Пат. 13011 (Україна), МПК G 01N21/62 № u 2005 08050. Спосіб визначення празеодиму / Кіріяк Г.В., Мешкова С.Б., Топілова З.М., Антонович В.П.; Заявлено 15.03.2005; Опубл. 15.03.2006. Бюл. №3.
Особистий внесок здобувача полягає в розробці методики кількісного визначення Pr(III) з його 4f-люмінесценції в розчинах різнолігандних b-дикетонатів.
5. Мешкова С.Б., Кирияк А.В., Топилова З.М., Городнюк В.П. Усиление люминесценции комплексов Tb3 с производными пиразола путем устранения внутри- и межмолекулярных потерь энергии // Оптика и спектроскопия. - 2006. - Т.100, №6. - С.916-920.
Здобувачем проведено експериментальне дослідження різних способів зменшення безвипромінювальних втрат енергії на прикладі комплексів Tb(III) з похідними піразолу.
6. Мешкова С.Б., Кирияк А.В., Топилова З.М. Люминесценция празеодима (III) в растворах разнолигандных комплексов с b-дикетонами // Журн. прикл. спектроскопии. - 2006. Т.73, - №6. - С. 746-750.
Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту щодо виявлення можливості підсилення люмінесценції Pr(III) в розчинах комплексів з b-дикетонами.
7. Мешкова С.Б., Кирияк А.В., Топилова З.М., Антонович В.П. Люминесцентное определение празеодима в растворах его b-дикетонатов // Журн. аналит. химии. - 2007. - Т.62, №4. - С.362-365.
Особистий внесок здобувача полягає в пошуку нових аналітичних форм для кількісного визначення Pr(III) з його 4f-люмінесценції.
9. Мешкова С.Б., Кирияк А.В.,Топилова З.М., Андрианов А.М. в-Дикетонаты празеодима и спектрально-люминесцентные свойства их растворов // Журн. неорган. химии. - 2007. - Т.52, №4. - С.556-561.
Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту щодо вивчення спектрально-люмінесцентних властивостей Pr(III) в комплексах з в-дикетонами.
8. Цвирко М.П., Кирияк А.В., Мешкова С.Б. Определение Dy(III) в присутствии Tb(III) с использованием времяразрешенной люминесценции // Журн. прикл. спектр. - 2007. - Т. 74, №3. - С. 327-331.
Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експерименту щодо визначення Dy(III) в присутності Tb(III).
10. Мешкова С.Б., Топилова З.М., Литвиненко А.В., Назаренко Н.А. Состав и люминесцентные свойства комплексов Tb(III) с пиразолонами-5 на твердой матрице - фосфате циркония // Тез. докл. XXI Чугаевской конф. по коорд. химии. Киев - 2003. - С. 307-308.
11. Мешкова С.Б., Топилова З.М., Литвиненко А.В., Ефрюшина Н.П. Использование твердой подложки для повышения селективности люминесцентного определения европия (III) // Тез. докл. материалов сессии научного совета НАНУ по проблеме “Аналитическая химия” Ужгород - 2003. - С. 24.
12. Meshkova S.B., Topilova Z.M., Kiriyak A.V., Chebotarskaya I.I. The ways for increasing of the sensibility of lanthanides determination by luminescent method // Abstracts of Analytical chemistry and chemical analysis. September 12-18, 2005. Kyiv. P. 82.
13. Кирияк А.В., Мешкова С.Б. Люминесцентное определение празеодима с использованием новых аналитических форм // Сесія наук. ради НАНУ з пробл. “Анал. хімія”. Тези наук. конф. “Аналітич. контроль якості та безпеки продукції промислового виробництва і продовольчої сировини”. - Одеса. - 2006. - С. 40-41.
14. Kiriyak A.V., Meshkova S.B. New luminescent method for determination of Pr(III) in solution of its complexes with b-diketones // Abstracts of International Congress on Analytical Sciences. - Moscow. - 2006. - P. 526.
15. Kiriiak A., Tsvirko M.P., Meshkova S.B. Detection of dysprosium (III) in presence of terbium (III) by using of time-resolved luminescence // XIII-th International seminar on physics and chemistry of solids. - 10-13 June 2007. Ustron. Poland. P. 76.