Влияние физико-химических свойств растворов Mg, Na и K на процессы фотохимического образования комплексов урана с органическими лигандами

Abstract

Методом электронного поглощения исследовано влияние физико-химических свойств растворов Mg, Na и K на процессы фотохимического образования нанокластеров комплексов трех-, четырех- и пятивалентного урана с органическими лигандами при светодиодном облучении растворов UO2(ClO4)2⋅5H2O в ацетоне (область 420–440 нм). Установлены закономерности таких процессов. В системах UO2(ClO4)2⋅5H2O в ацетоне с добавлением ацетонового раствора катионов Mg, Na при облучении происходит фотополимеризация ацетона, а катализатором процесса являются возбужденные комплексы уранила. В полимере, который представляет собой очень вязкую темно-коричневую жидкость, уран находится в виде нанокластеров соединений пяти- и четырехвалентного урана, образующихся в результате фотохимических превращений. В спектрах образцов растворов UO2(ClO4)2⋅5H2O в ацетоне с добавлением водного раствора катионов Mg, K в воде наблюдается появление полос, принадлежащих комплексам трех-, четырех- и пятивалентного урана. В растворе с добавлением катионов Mg наблюдается образование и слабоокрашенного темно-коричневого раствора. Процессы образования и виды комплексов урана переменной валентности зависят от физико-химических свойств добавляемых растворов. Добавление K и Mg в воде смещает положение полос в спектре в длинноволновую сторону по сравнению с Na и Mg в ацетоне, а около 900 нм обнаруживается полоса поглощения комплексов трехвалентного урана. Проанализированы процессы изменения состава и структуры первой координационной сферы уранила. = Using the electron absorption method, the effect of the physicochemical properties of Mg, Na, and K solutions on the photochemical formation of nanoclusters of three-, tetra-, and pentavalent uranium with organic ligands has been studied when solutions of UO2(ClO4)2⋅5H2O in acetone were illuminated by light-emitting diodes (LED) in the region from 420 to 440 nm. The characteristic features of these processes have been established. With the addition of Mg, Na cations, in systems of UO2(ClO4)2⋅5H2O in acetone such illumination leads to photopolymerization of acetone, the excited uranyl complexes being catalysts of the process. The polymer representing a very viscous liquid, dark brown in color, includes nanoclusters of penta- and tetravalent uranium compounds formed due to the photochemical transformations. Spectra for the samples of UO2(ClO4)2⋅5H2O solutions in acetone upon the addition of Mg, K cations into water reveal the bands attributed to complexes of three-, tetra-, and pentavalent uranium. On the addition of Mg into the solution one can also observe the formation of a lighter-colored brown solution as well. The formation processes and types of the variable-valence uranium complexes are dependent on the physicochemical properties of the solutions added. The added K и Mg cations in water are responsible for shifting of the bands to the long-wavelength region as compared to the case of Na and Mg in acetone; the absorption band for three-valent uranium complexes is observed close to 900 nm. Changes in the composition and structure of the first coordination sphere in uranyl have been analyzed.