Abstract

Becquerelite, Ca[(UO2)6O4(OH)6] ·8H2O, and swartzite, CaMg[UO2(CO3)3] ·12H2O, have been synthesized and identified by X-ray powder diffraction (XRD). Chemical compositions were verified by ICP–MS and AAS. Time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR) were used for the first time to characterize these phases. In becquerelite, there are four fluorescence emission bands, at 518.9, 535.6, 553.4, and 578.9 nm, and a characteristic fluorescence lifetime of 3.1 ∠0.2 μs. Swartzite shows six characteristic fluorescence emission bands, at 472.3, 488.9, 509.0, 531.1, 554.7, and 578.9 nm, and a fluorescence lifetime of 59.4 ∠0.1 μs. The FTIR spectra of becquerelite are characterized by an intense asymmetric stretching vibration (ν3 UO22+ mode) band at 946 cm−1, with shoulders at approximately 925 and 902 cm−1. Swartzite shows its characteristic ν3 UO22+ mode of the uranyl cation at 898 cm−1. As natural U6+-bearing samples commonly form thin coatings on rock or mineral surfaces or as a component mixed with other solids, it is generally difficult to identify small quantities of these secondary phases. Spectroscopic methods like TRLFS and FTIR spectroscopy are found to be promising methods to identify such secondary phases.

Abstract

Nous avons synthétisé la becquerelite, Ca[(UO2)6O4(OH)6] ·8H2O, et la swartzite, CaMg[UO2(CO3)3] ·12H2O, et nous les avons identifiées par diffraction X, méthode des poudres. Leur composition chimique a été vérifiée par analyses ICP–MS et AAS. Nous nous servons ici pour la première fois de la résolution temporelle de la spectroscopie de la fluorescence induite par laser (TRLFS) et la spectroscopie dans l’infrarouge avec transformation de Fourier (FTIR) pour caractérisr ces phases. Dans la becquerelite, il y a quatre bandes d’émission de fluorescence, à 518.9, 535.6, 553.4, et 578.9 nm, et une durée de fluorescence caractéristique de 3.1 ∠ 0.2 μs. La swartzite fait preuve de six bandes d’émission de fluorescence caractéristiques, à 472.3, 488.9, 509.0, 531.1, 554.7, et 578.9 nm, et une durée de fluorescence de 59.4 ∠ 0.1 μs. Les spectres FTIR de la becquerelite montrent une bande de vibration d’étirement assymétrique intense caractéristique (mode UO22+, ν3) à 946 cm−1, avec satellites près de 925 et 902 cm−1. Dans la swartzite, la bande caractéristique du mode UO22+ ν3 du cation uranyle se trouve à 898 cm−1. Les échantillons naturels de phases secondaires contenant U6+ se présentent généralement sous forme de minces pellicules à la surface de roches ou de minéraux, ou bien comme composants de mélanges avec d’autres solides. Il est donc difficile, en général, d’identifier ces matériaux en petites quantités. Les méthodes spectroscopiques telles TRLFS et FTIR semblent prometteuses pour fins d’identification de telles phases secondaires.

(Traduit par la Rédaction)

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