Abstract: Низкие концентрации примесных элементов в высокочистых веществах приводят к необходимости комбинирования инструментальных возможностей современных методов количественного химического анализа с особыми способами пробоподготовки, снижающими пределы обнаружения (ПО) примесей. Примером такого способа может выступать предварительное концентрирование примесей отгонкой матрицы после химического превращения. Ввиду физико-химических свойств для теллура и оксида теллура (IV) традиционным способом концентрирования примесных элементов является вакуумная отгонка при нагревании (после восстановления водородом, в случае оксида теллура (IV)). Работы, в основе которых использована вакуумная отгонка, позволяют определять до 46 примесных элементов в теллуре [1] и до 36 примесных элементов в оксиде теллура (IV) [2] с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии. ПО методик варьируются в диапазоне от 10-8 до 10-6 % мас. В качестве альтернативы к описанной методике концентрирования предложено отделение основы пробы в виде тетрахлорида теллура, полученный хлорированием теллура в проточном реакторе при температуре 240 °С и скорости хлорирующего агента 40 мл/мин. Такой подход хорошо зарекомендовал себя при концентрировании примесей при анализе высокочистых оксидов висмута, вольфрама и молибдена; германия и сурьмы [3-7]. Концентрирование примесей после химического превращения позволяет избежать использования больших объемом реактивов, что снижает содержание распространённых примесей в контрольном опыте. Хлорирование теллура упрощённо можно описать реакцией: Teтв + 2Cl2газ → TeCl4ж → TeCl4газ схема 1 Хлорирование диоксида теллура можно описать реакциями: TeO2тв + 2Cl2 + 2H2O → TeCl4газ + 4HClO схема 2 TeO2тв + 4HClгаз → TeCl4ж + 2H2O→ TeCl4газ схема 3 Изучено влияние типа хлорирующего агента и дополнительного разбавления инертным газом на продолжительность отгонки и сохранность примесей в ходе хлорирования. В качестве реакционного газа использовали хлор, полученный электролизом соляной кислоты, и хлороводород, полученный взаимодействием хлорида натрия и серной кислоты. В качестве транспортного газа использовали аргон высокой чистоты. Установлено, что увеличение скорости газового потока через реактор (Cl2:Ar=1:1, VΣ=80 мл/мин) приводит к уменьшению накопления в чашке промежуточного продукта TeCl4ж (см. схему 1) и приводит к сокращению времени отгонки в 2 раза (с 3 до 1,5 ч). При хлорировании оксида теллура (IV) хлором влияние транспортного газа либо отсутствует, либо незначимо (см. схему 2). Общее время отгонки в среднем занимала 3,5 ч. При замене хлора на хлороводород для оксида теллура (IV) время отгонки сокращается в 1,5-2 раза (см. схему 3). Поведение примесей в процессе предложенных вариантов отгонки изучали на образцах, содержащих собственные примеси и на модельных образцах экспериментом введено-найдено. Методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой установлено, что более 35 аналитов сохраняется в концентрате. В каждом конкретном случае количество и наименование сохраняющихся примесей варьируется. При анализе теллура с использованием Cl2, сохраняется 39 аналитов (Ag, Al, Ba, Be, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Dy, Er, Eu, Gd, Hf, Ho, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Na, Nb, Nd, Ni, P, Pd, Pr, Pt, Rb, Rh, Sc, Sm, Sr, Tb, Tm, Y, Yb и Zr); с использованием смешанного потока Cl2:Ar=1:1 – 38 аналитов (Ag, Al, Ba, Be, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Dy, Er, Eu, Gd, Hf, Ho, Ir, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Ni, P, Pd, Pr, Rb, Rh, Sc, Sm, Sr, Tb, Tm, Y, Yb и Zr). При анализе оксида теллура (IV) с использованием Cl2, сохраняется 39 аналитов (Ag, Al, Ba, Be, Са, Cd, Ce, Co, Cr, Dy, Er, Eu, Gd, Hf, Ho, Ir, К, La, Li, Lu, Mg, Mn, Nа, Nd, Ni, Р, Pd, Pr, Pt, Rb, Rh, Sc, Sm, Sr, Tb, Tm, Y, Yb и Zr); с использованием хлороводорода – 39 аналитов (Ag, Al, Ba, Be, Са, Cd, Ce, Co, Cr, Dy, Er, Eu, Fe, Gd, Hf, Ho, Ir, К, La, Li, Lu, Mg, Mn, Nа, Nd, Ni, Р, Pr, Rb, Rh, Sc, Sm, Sr, Tb, Tm, Y, Yb, Zn и Zr). ПО методик с предварительным отделение основы пробы хлорированием варьируются от 10-8 до 10-6 % мас.; внутрилабораторная прецизионность не более 31%. Отметим, что разработанные методики обеспечивают указанные ПО элементов при массе навески высокочистого вещества в четыре раза меньшей, чем в методике [1] и в два раза меньше, чем в работе [2].

Cite: Цыганкова А.Р. , Ошустанова В.А. , Гусельникова Т.Я.
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ПРИМЕСЕЙ В ВЫСОКОЧИСТОМ ТЕЛЛУРЕ И ОКСИДЕ ТЕЛЛУРА(IV) ОТГОНКОЙ ОСНОВЫ ПРОБЫ ПОСЛЕ ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
XVIII конференция "Высокочистые вещества: получение, анализ, применение" 08-10 сент. 2025