Тушение сольватированным электроном фотолюминесценции иона гадолиния(III) в жидком аммиаке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено влияние сольватированного электрона на фотолюминесценцию хлорида гадолиния(III) в жидком аммиаке при 293 К и давлении 8.8 атм. Растворимость кристаллогидрата GdCl3 в аммиаке составляет 5 × 10–4 моль/л. Спектр люминесценции сольватированного иона Gd3+ в этом растворе совпадает со спектром люминесценции гидратированного иона Gd3+ в аналогичном водном растворе при атмосферном давлении. Время жизни τ в возбужденном состоянии (6P7/2) иона гадолиния(III) больше в аммиаке (2.6 мс), чем в воде (2.0 мс). Люминесценция (Gd3+)* в аммиаке тушится сольватированным электроном (es–), образующимся при растворении металлического лития. В этих условиях раствор Gd3+ и es– неустойчивы, образуются осадки, и происходит непрерывное изменение концентраций компонентов, участвующих в реакции тушения (Gd3+)* + es– → Gd2+. Из-за этого интенсивность фотолюминесценции иона гадолиния неприменима для оценки эффективности тушения сольватированным электроном. Линейная зависимость эффективности тушения (τ0–τ)/τ от концентрации тушителя была получена путем измерения τ иона гадолиния при переменной концентрации es–, которую определяли по оптической плотности раствора при 1400 нм в полосе его поглощения. Найденная по данной зависимости бимолекулярная константа скорости для предполагаемой реакции тушения составила k = (5.3 ± 0.3) × × 107 л · моль−1 · с−1.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Абдрахманов

Институт нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: abdr-73@ya.ru
Россия, Уфа

Г. Л. Шарипов

Институт нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: abdr-73@ya.ru
Россия, Уфа

Б. М. Гареев

Институт нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: abdr-73@ya.ru
Россия, Уфа

Л. Р. Якшембетова

Институт нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: abdr-73@ya.ru
Россия, Уфа

Список литературы

  1. Пикаев А.К., Шилов В.П., Спицын В.И. Радиолиз водных растворов лантанидов и актинидов. М.: Наука, 1983. 240 с.
  2. Шарипов Г.Л., Казаков В.П. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1979. № 1. C. 254. https://doi.org/10.1007/BF00925442
  3. Казаков В.П., Шарипов Г.Л. Радиолюминесценция водных растворов. М.: Наука, 1986. 136 с.
  4. Kilin S.F., Rozman I.M. // Opt. Spektrosk. 1963. V. 15. № 4. P. 494.
  5. Stein G., Tomkiewicz M. // Trans. Faraday Soc. 1971. V. 67. № 582. P. 1678. https://doi.org/10.1039/TF9716701678
  6. Sharipov G.L., Abdrakhmanov A.M., Gareev B.M., Yakshembetova L.R. // High Energy Chemistry. 2024. V. 58. № 2. P. 260–264. https://doi.org/10.1134/S0018143924020103
  7. Sharipov G.L., Gareev B.M., Abdrakhmanov A.M. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2020. V. 402. P. 112800. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2020.112800
  8. Шарипов Г.Л., Гареев Б.М., Абдрахманов А.М., Якшембетова Л.Р. // Известия УНЦ РАН. 2021. № 4. С. 23. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2021-0-4-22-29
  9. Abdrakhmanov A.M., Sharipov G.L., Gareev B.M., Yakshembetova L.R. // Journal of Luminescence. 2024. V. 273. 120694. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2024.120694
  10. Thompson J.C. Electrons in Liquid Ammonia. Oxford: Claredon, 1976, 297 p.
  11. The Engineering ToolBox (2003). Ammonia – Vapour Pressure at Gas-Liquid Equilibrium. [online] Available at: https://www.engineeringtoolbox.com/ammonia-pressure-temperature-d_361.html [Accessed 10.07.2024].
  12. Farhataziz, Perkey L.M., Hentz R.R. // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. P. 4383. https://doi.org/10.1063/1.1680915
  13. Хайкин Г.И., Жигунов В.А., Шорников В.В. // Химия высоких энергий. 1979. Т. 13. № 4. С. 314.
  14. Кондратьева Е.В. // Опт. и спектр. 1958. Т. 5. C. 214.
  15. Кондратьева Е.В., Лазеева Г.С. // Опт. и спектр. 1960. Т. 8. C. 132.
  16. Telser Th., Schindewolf U. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1984. V. 88. P. 488. https://doi.org/10.1002/bbpc.19840880514
  17. Burow D.F., Lagowski J.J. Spectroscopy of Dilute Metal-Deuteroammonia Solutions // In Solvated Electron; Hart, E.; Advances in Chemistry; ACS: DC, 1965. P. 125−137. https://doi.org/10.1021/ba-1965-0050.ch010
  18. Warshawsky I. // J. Inorg. NucI. Chem. 1963. V. 25. № 5. P. 601. https://doi.org/10.1016/0022-1902(63)80247-X
  19. Lakowicz J.R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. Springer Science & Business Media: Science, 2007, 954 p.
  20. Kavarnos G.J., Turro N.J. // Chem. Rev. 1986. V. 86. P. 401. https://doi.org/10.1021/CR00072A005
  21. Полуэктов Н.С., Кононенко Л.И., Ефрюшина Н.П., Бельтюкова С.В. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантанидов. Киев: Наукова Думка, 1989. 256 с.
  22. Piechota E.J., Meyer G.J. // J. Chem. Educ. 2019. V. 96. № 11. P. 2450. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00489

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры ФЛ растворов GdCl3 в воде и аммиаке при температуре 293 К (λex = 276 нм, Δλ = 5 нм).

Скачать (110KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость пропускания света на длине волны 1400 нм раствора GdCl3 в жидком аммиаке от времени после кратковременного погружения в него металлического Li, и рассчитанная по этой зависимости кривая изменения концентрации сольватированного электрона в растворе.

Скачать (136KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость времени жизни возбужденного иона гадолиния(III) на длине волны 310 нм в жидком аммиаке от времени после кратковременного погружения в раствор металлического лития (а), ее линейная анаморфоза в координатах уравнения Штерна–Фольмера (б), ([GdCl3] = 5 × 10–4 моль/л, λex = 276 нм).

Скачать (197KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025