非理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱

测量了七种非理想化学计量比的UO2+x(0x0.66)及UO2和U3O7等理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱,并进行了对比分析,其中U3O7和U3O8之间UO2+x的分子振动光谱为首次报道。拉曼光谱结果显示,随着UO2+x中x值的增加,UO2特征峰中的578和1 150cm-1峰强度快速减弱,当x=0.19时,这两峰基本消失,可视为准完美萤石晶体结构UO2的标志。445cm-1峰强度在减弱的同时变宽并偏移,当x=0.32时,该峰已偏移至459cm-1处,同时在~630cm-1出现一弱肩峰,这与四方相U3O7的特征峰一致。当x≥0.39时,459cm-1峰发生分裂,在235和754cm-1处出现新峰并增强,其特征逐渐与正交相的α-U3O8接近。但直至x=0.60时,与α-U3O8相比其333,397,483和805cm-1峰仍不突出。红外光谱结果显示,随着UO2+x中x值的增加,UO2位于400~570cm-1区间的强吸收特征谱带逐渐分裂为~421和~515cm-1两峰并增强,同时UO2在~700cm-1的弱吸收峰逐渐消失,~645cm-1处的肩峰逐渐显现,出现的这三个峰正是U3O7的特征红外吸收峰。当x≥0.39时,在744cm-1出现一强吸收峰并增强,该峰是α-U3O8的最强特征峰。但即使x=0.60时,~645cm-1峰仍然存在,同时~515cm-1峰也未明显分裂成485和535cm-1峰,这表明UO2.60仍处于四方相和正交相的过渡阶段。上述结果表明,随着x值的增加,UO2+x的晶体结构发生变化,每次变化均在拉曼和红外光谱中得到体现。通过对比各特征峰相对强度和位置的变化情况,可很好区分和表征不同的氧化铀。

Raman and Infrared Spectra of Non-Stoichiometry Uranium Oxides