Синтез нанокластеров оксида урана на пористой поверхности оксидированного алюминия и их каталитические свойства

Abstract

The principal objective of this work is to study the processes of forming the variable-valence uranium oxides on the surface of oxidized aluminum. To this end, the photochemical formation processes of uranium complexes with variable valence have been investigated upon irradiation of UO2(ClO4)2⋅5H2O solutions in acetone by light-emitting diodes (410–450 nm), deposition on the porous surface of oxidized aluminum with subsequent transformation into the highly reactive uranium oxides. With the use of a high-power light-emitting diode (maximal =420–430 nm) irradiating the systems uranyl perchlorate-acetone, it has been found that in such systems the photocondensation of acetone takes place. In the condensation products the nanoclusters of penta- and tetravalent uranium are formed due to the photochemical processes. When the products of acetone and uranium photocondensation are deposited with the use of hydrogen peroxide on a porous surface of oxidized aluminum, the nanoclusters of sexavalent uranium are formed, strongly bonded to the substrate. To produce highly reactive uranium oxides on the surface of pores, oxidized aluminum plates containing uranium peroxide have been thermally treated at different temperatures. By heating the aluminum substrate and annealing the deposited uranium peroxide at 400–450 оС one can produce uranium trioxides of the type β-UO3 and by thermal treatment at 500–600 0С – various forms of U3O8. = Целью настоящей работы являлось изучение процессов получения оксидов урана переменной валентности на поверхности оксидированного алюминия. Для этого нами исследованы процессы фотохимического образования комплексов урана переменной валентности при облучении растворов UO2(ClO4)2⋅5H2O в ацетоне при светодиодном облучении (410–450 нм), осаждения их на пористую поверхность оксидированного алюминия с последующим преобразованием в высокореакционные оксиды урана. При воздействии излучения мощного светодиода (максимум =420–430 нм) на системы уранилперхлорат–ацетон обнаружено, что в такой системе происходит фотоконденсация ацетона. В продуктах конденсации нанокластеры соединений пяти- и четырех-валентного урана формируются вследствие фотохимических процессов. При осаждении продуктов фотоконденсации ацетона и урана с помощью перекиси водорода на пористой поверхности оксидированного алюминия образуются прочно связанные с подложкой нанокластеры преимущественно шестивалентного пероксида урана. Для получения высокореакционных оксидов урана на поверхности пор проведена термообработка оксидированной пластинки алюминия, содержащей пероксид урана при различных температурах. При нагревании алюминиевой подложки и прокаливании осажденного пероксида урана при температуре 400–450 оС можно получить триоксиды урана типа β-UO3, а при температурах 500–600 оС – различные формы U3O8.