Sorption of Eu3+ on dickite particles studied by Raman, luminescence, and X-ray photoelectron spectroscopies

The sorption of europium(III) species from EuCl3 solution at pH = 5.4 onto dickite particles is investigated using spectroscopic methods. Thanks to the neutrality of phyllosilicate sheets of dickite, cation exchange is prevented. X-ray photoelectron spectroscopy reveals that chloride atoms probably remain in the ligand sphere of the europium(III) cation. The edge site-specific reactivity is evidenced by epifluorescence microscopy and Raman spectroscopy. Comparison between dickite/europium(III) samples rinsed or not with distilled water shows that the surface processes not only involve inner-sphere complex formation, but also either outer-sphere complex or surface precipitation. Raman spectra also indicate that europium(III) surface complexes are preferentially localised at the edge of tetrahedral silica sheets.

RésuméLa sorption du cation Eu(III), à partir de solutions d'EuCl3 à pH = 5,4, sur des particules de dickite est étudiée grâce à l'emploi de techniques spectroscopiques. Les particules de dickite ne donnent pas lieu à des processus d'échange d'ions, du fait de la neutralité des feuillets d'alumino-silicate. La spectroscopie de photoélectrons X révèle la présence probable d'atomes de chlore dans la sphère de coordination du cation Eu(III). La réactivité particulière des bords de feuillets est mise en évidence par microscopie d'épifluorescence et spectroscopie Raman. Une comparaison entre des échantillons sorbés rincés ou non à l'eau distillée indique que les processus de surface impliquent la formation de complexes de sphère interne, mais également, soit la formation de complexes de sphère externe, soit un phénomène de précipitation de surface. La spectroscopie Raman semble également montrer que les complexes de surface obtenus sont plus en interaction avec le bord des feuillets de silicate qu'avec les feuillets d'aluminate.