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Clays and Clay Minerals

, Volume 32, Issue 1, pp 58–66 | Cite as

Room-Temperature Luminescence from Kaolin Induced by Organic Amines

  • Lelia M. Coyne
  • Glenn Pollack
  • Roger Kloepping
Article

Abstract

Several new, room-temperature luminescent phenomena, resulting from the interaction of kaolin and various amino compounds, have been observed. The emission of light from kaolin pastes (treated with quinoline, pyridine, hydrazine, monoethanolamine, n-butylamine, and piperidine) was shown to decay monotonically over a period of hours to days. More light was released by a given amino compound after it was dried and purified. Hydrazine, in addition to the monotonically decaying photon release, produces delayed pulses of light with peak emission wavelength of 365 nm which last between several hours and several days. These photon bursts are acutely sensitive to the initial dryness of the hydrazine, both in the number of bursts and the integrated photon output. The amount of light and the capacity of the kaolin to produce the delayed burst appeared to be strongly dependent on preliminary heating and on gamma-irradiation, analogous to the dehydration-induced light pulse previously reported from the Ames Research Center. A small, delayed burst of photons occurred when piperidine and n-butylamine were removed by evaporation into an H2SO4 reservoir.

Key Words

Amine Hydrazine Kaolin Luminescence 

Резюме

Наблюдалось несколько новых, люминесцентных явлений при окружающей темпера-туре, происходящих из взаимодействия каолина с разными аминовыми соединениями. Показано, что эмиссия света из каолиновых паст (обработанных квинолином, пиридином, гидразином, моноэта-нольамином, п-бутиламином и пиперидином) исчезала монотонически в течение от несколько часов до нескольких дней. Большое количество света выделялось данным аминовым соединением после осушки и очистки. Гидразин, дополнительно к монотонически исчезаемому выделению фотонов, создает замедленные импульсы света с максимальной эмиссией при длине волны 365 нм. Эти импульсы сохраняются от несколько часов до нескольких дней и являются чувствите-льными к начальной степени сухости гидразина как по количеству импульсов, тае и по интегриро-ванному выходу фотонов. Количество света и способность каолина производить замедленные импульсы являются сильно зависимыми от предварительного нагрева и от гамма-облучения аналогично импульсом света, вызванным дегидратацией, как это было предложено ранее в Амеском Исследовательном Центре. Малый замедленный взрыв фотонов происходил, когда пиперидин и n-бутиламин удалялись путем выпаривания в резервуар H2SO4. [Е.G.]

Resümee

Es wurden einige neue Phänomene bei der Raumtemperatur-Lumineszenz beobachtet, die ihre Ursache in der Wechselwirkung von Kaolin mit verschiedenen Amino-Verbindungen haben. Es wurde gezeigt, daβ die Lichtemission von Kaolinpasten (behandelt mit Quinolin, Pyridin, Hydrazin, Mono-äthanolamin, n-Butylamin, und Piperidin) gleichmäßig über einen Zeitraum von Stunden bis Tagen abnimmt. Mehr Licht wurde von einer gegebenen Aminoverbindung ausgesendet, nachdem sie getrocknet und gereinigt wurde. Hydrazin liefert—zusätzlich zu der allmählich abnehmenden Photonen-Aussendung—verzögerte Lichtpulse, die einige Stunden und einige Tage andauern, und deren Wellenlänge am Emissionsmaximum 365 mm beträgt. Diese Photonenaussendungen hängen ganz eng von der ursprünglichen Trockenheit des Hydrazin ab, sowohl was die Anzahl der Aussendungen und die integrierte Photonenausbeute betrifft. Die Lichtmenge und die Fähigkeit des Kaolin, verzögerte Aussendungen zu liefern, scheint sehr stark von der vorhergehenden Wärmebehandlung und Gammabestrahlung abzuhängen, entsprechend den durch Dehydratation verursachten Lichtpulsen, die kürzlich vom Arnes Research Center berichtet wurden. Eine kleine verzögerte Photonenaussendung tritt auf, wenn Piperidin und n-Butylamin durch Verdampfung in ein H2SO4-Reservoir entfernt wurden. [U.W.]

Résumé

Plusieurs nouveaux phénomènes luminescents à température ambiante, résultant de l’interaction du kaolin et de composés aminés variés ont été observés. On a montré que l’emission de lumière de pâtes de kaolin (traitées avec de la quinoline, de la pyridine, de l’hydrazine, de la monoéthanolamine, de la butylamine-n, et de la pipéridine) a diminué monotoniquement sur une période de plusieurs heures à plusieurs jours. Un composé aminé donné a émis d’avantage de lumière après avoir été seché et purifié. En plus de l’émission de photons diminuant monotoniquement, l’hydrazine produit des poussées de lumière retardées avec des longueurs d’onde d’émission maximales de 365 nm qui ont duré de plusieurs heures à plusieurs jours. Ces éclats de photons sont très sensibles à la sécheresse initiale de l’hydrazine, à la fois en ce qui concerne le nombre d’éclats et la production intégrée de photons. La quantité de lumière et la capacité du kaolin pour produire l’éclat retardé semblaient fortement dépendre de l’echauffement préliminaire et de l’irridiationgamma, de manière analogue à la poussée de lumière induite par la déshydration rapportée précedemment par l’Ames Research Center. Un petit éclat retardé de photons s’est produit lorsque la pipéridine et la butylamine-n ont été enlevées par évaporation dans un réservoir H2SO4. [D.J.]

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Copyright information

© The Clay Minerals Society 1984

Authors and Affiliations

  • Lelia M. Coyne
    • 1
  • Glenn Pollack
    • 2
  • Roger Kloepping
    • 3
  1. 1.Department of ChemistrySan Jose State UniversitySan JoseUSA
  2. 2.NASA Ames Research CenterMoffett FieldUSA
  3. 3.Nuclear Sciences FacilitySan Jose State UniversitySan JoseUSA

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