De papillaire patronen op menselijke vingers blijven in principe ongewijzigd in hun topologische structuur vanaf de geboorte, met verschillende kenmerken van persoon tot persoon, en de papillaire patronen op elke vinger van dezelfde persoon zijn ook verschillend. Het papilla -patroon op de vingers wordt geribbeld en verdeeld met veel zweetporiën. Het menselijk lichaam scheidt voortdurend op waterbasis, zoals zweet en olieachtige stoffen zoals olie. Deze stoffen zullen het object overbrengen en deponeren wanneer ze in contact komen en indrukken op het object vormen. Het is juist vanwege de unieke kenmerken van handafdrukken, zoals hun individuele specificiteit, levenslange stabiliteit en reflecterende aard van aanraaktekens dat vingerafdrukken een erkend symbool zijn geworden van strafrechtelijk onderzoek en persoonlijke identiteitsherkenning sinds het eerste gebruik van vingerafdrukken voor persoonlijke identificatie in de late 19e eeuw.
Op de plaats delict, behalve voor driedimensionale en plat gekleurde vingerafdrukken, is de optreden van potentiële vingerafdrukken het hoogst. Potentiële vingerafdrukken vereisen meestal visuele verwerking door fysische of chemische reacties. De gemeenschappelijke mogelijke methoden voor het ontwikkelen van vingerafdrukken omvatten voornamelijk optische ontwikkeling, poederontwikkeling en chemische ontwikkeling. Onder hen wordt de poederontwikkeling begunstigd door grassroots -eenheden vanwege de eenvoudige werking en lage kosten. De beperkingen van traditionele vingerafdruk op poederdruk voldoen echter niet langer aan de behoeften van criminele technici, zoals de complexe en diverse kleuren en materialen van het object op de plaats delict, en het slechte contrast tussen de vingerafdruk en de achtergrondkleur; De grootte, vorm, viscositeit, samenstellingsverhouding en prestaties van poededeeltjes beïnvloeden de gevoeligheid van het uiterlijk van het poeder; De selectiviteit van traditionele poeders is slecht, vooral de verbeterde adsorptie van natte objecten op het poeder, wat de ontwikkelingsselectiviteit van traditionele poeders aanzienlijk vermindert. In de afgelopen jaren hebben criminele wetenschaps- en technologiepersoneel continu onderzoek gedaan naar nieuwe materialen en synthesemethoden, waaronderzeldzame aardeLuminescente materialen hebben de aandacht getrokken van criminele wetenschappen en technologiepersoneel vanwege hun unieke luminescente eigenschappen, hoog contrast, hoge gevoeligheid, hoge selectiviteit en lage toxiciteit bij de toepassing van vingerafdrukweergave. De geleidelijk gevulde 4F -orbitalen van zeldzame aardelementen schenken hen met zeer rijke energieniveaus, en de 5s en 5p -laag elektronenorbitalen van zeldzame aardelementen zijn volledig gevuld. De 4F -laagelektronen zijn afgeschermd, waardoor de 4F -laag elektronen een unieke bewegingsmodus krijgen. Daarom vertonen zeldzame aardelementen uitstekende fotostabiliteit en chemische stabiliteit zonder fotobleken, waarbij de beperkingen van veelgebruikte organische kleurstoffen worden overwonnen. In aanvulling,zeldzame aardeElementen hebben ook superieure elektrische en magnetische eigenschappen in vergelijking met andere elementen. De unieke optische eigenschappen vanzeldzame aardeIonen, zoals lange fluorescentielevensduur, veel smalle absorptie- en emissiebanden en grote energie -absorptie en emissiehiaten, hebben wijdverbreide aandacht getrokken in het gerelateerde onderzoek van vingerafdrukweergave.
Onder talrijkzeldzame aardeelementen,europiumis het meest gebruikte luminescente materiaal. Demark, de ontdekker vaneuropiumIn 1900 beschreef eerst scherpe lijnen in het absorptiespectrum van EU3+in oplossing. In 1909 beschreef Urban de kathodoluminescentie vanGD2O3: EU3+. In 1920 publiceerde Prandtl voor het eerst de absorptiespectra van EU3+, wat de waarnemingen van De Mare bevestigde. Het absorptiespectrum van EU3+wordt getoond in figuur 1. EU3+bevindt zich meestal op de C2 -orbital om de overgang van elektronen van 5d0 tot 7f2 -niveaus te vergemakkelijken, waardoor rode fluorescentie wordt vrijgegeven. EU3+kan een overgang bereiken van grondtoestand elektronen naar het laagste energieniveau van de geëxciteerde toestand binnen het zichtbare lichtgolflengtebereik. Onder excitatie van ultraviolet licht vertoont EU3+een sterke rode fotoluminescentie. Dit type fotoluminescentie is niet alleen van toepassing op EU3+-ionen gedoteerd in kristallen substraten of glazen, maar ook op complexen gesynthetiseerd meteuropiumen organische liganden. Deze liganden kunnen dienen als antennes om excitatieluminescentie te absorberen en excitatie -energie over te dragen naar hogere energieniveaus van EU3+-ionen. De belangrijkste toepassing vaneuropiumis het rode fluorescerende poederY2O3: EU3+(YOX) is een belangrijk onderdeel van fluorescentielampen. De rode lichte excitatie van EU3+kan niet alleen worden bereikt door ultraviolet licht, maar ook door elektronenstraal (kathodoluminescentie), röntgen-γ-straling α of β-deeltje, elektroluminescentie, wrijvings- of mechanische luminescentie en chemiluminescentiemethoden. Vanwege zijn rijke luminescente eigenschappen is het een veelgebruikte biologische sonde op de velden van biomedische of biologische wetenschappen. In de afgelopen jaren heeft het ook het onderzoeksinteresse van criminele wetenschaps- en technologiepersoneel op het gebied van forensische wetenschap gewekt, waardoor een goede keuze is om de beperkingen van de traditionele poedermethode te doorbreken voor het weergeven van vingerafdrukken en een aanzienlijke betekenis heeft bij het verbeteren van het contrast, gevoeligheid en selectiviteit van vingerafdrukweergave.
Figuur 1 EU3+absorptiespectrogram
1, luminescentie principe vanzeldzame aarde europiumcomplexen
De grondtoestand en geëxciteerde toestand elektronische configuraties vaneuropiumionen zijn beide 4FN -type. Vanwege het uitstekende afschermingseffect van de S- en D -orbitalen rond deeuropiumionen op de 4F -orbitalen, de FF -overgangen vaneuropiumionen vertonen scherpe lineaire banden en relatief lange fluorescentielevenslevens. Vanwege de lage fotoluminescentie -efficiëntie van europiumionen in de ultraviolette en zichtbare lichtgebieden worden echter organische liganden gebruikt om complexen te vormen met complexen meteuropiumionen om de absorptiecoëfficiënt van de ultraviolette en zichtbare lichtgebieden te verbeteren. De fluorescentie uitgestoten dooreuropiumComplexen hebben niet alleen de unieke voordelen van hoge fluorescentie -intensiteit en hoge fluorescentiepuurheid, maar kunnen ook worden verbeterd door de hoge absorptie -efficiëntie van organische verbindingen in de ultraviolette en zichtbare lichtgebieden te gebruiken. De excitatie -energie die nodig is vooreuropiumIonfotoluminescentie is hoog Het tekort aan lage fluorescentie -efficiëntie. Er zijn twee belangrijke luminescentie -principes vanzeldzame aarde europiumComplexen: men is fotoluminescentie, die het ligand van vereisteuropiumcomplexen; Een ander aspect is dat het antenne -effect de gevoeligheid van kan verbetereneuropiumIonluminescentie.
Na enthousiast te zijn geweest door extern ultraviolet of zichtbaar licht, is het organische ligand in dezeldzame aardeComplexe overgangen van de grondstaat S0 naar de opgewonden singlet -toestand S1. De geëxciteerde toestandselektronen zijn onstabiel en keren terug naar de grondtoestand S0 door straling, waardoor energie wordt vrijgeeft voor het ligand om fluorescentie uit te zenden, of met tussenpozen naar zijn drievoudige geëxciteerde toestand T1 of T2 te springen via niet -stralingsmiddelen; Drievoudige geëxciteerde toestanden geven energie vrij door straling om ligandfosforescentie te produceren, of transfer energie naarmetaal europiumionen door niet -stralende intramoleculaire energieoverdracht; Na enthousiast te zijn, gaan Europium -ionen over van de grondstaat naar de opgewonden toestand, eneuropiumionen in de geëxciteerde toestand overgang naar het lage energieniveau, die uiteindelijk terugkeren naar de grondtoestand, energie vrijgeven en fluorescentie genereren. Daarom door het introduceren van geschikte organische liganden om mee te communicerenzeldzame aardeionen en gevoelige centrale metaalionen door niet -stralingsergebransing binnen moleculen, kan het fluorescentie -effect van zeldzame aardionen sterk worden verhoogd en kan de vereiste voor externe excitatie -energie worden verminderd. Dit fenomeen staat bekend als het antenne -effect van liganden. Het energieniveau -diagram van energieoverdracht in EU3+-complexen wordt getoond in figuur 2.
In het proces van energieoverdracht van de triplet -geëxciteerde toestand naar EU3+, moet het energieniveau van de geëxciteerde toestand van de ligand -triplet hoger zijn dan of consistent zijn met het energieniveau van de EU3+opgewonden toestand. Maar wanneer het triplet -energieniveau van het ligand veel groter is dan de laagste geëxciteerde staatsenergie van EU3+, zal de efficiëntie van energieoverdracht ook sterk worden verminderd. Wanneer het verschil tussen de triplet -toestand van het ligand en de laagste geëxciteerde toestand van EU3+klein is, zal de fluorescentie -intensiteit verzwakken vanwege de invloed van de thermische deactiveringssnelheid van de triplet -toestand van het ligand. β-diketoncomplexen hebben de voordelen van een sterke UV-absorptiecoëfficiënt, sterk coördinatievermogen, efficiënte energieoverdracht metzeldzame aardes, en kan bestaan in zowel vaste als vloeibare vormen, waardoor ze een van de meest gebruikte liganden in zijnzeldzame aardecomplexen.
Figuur 2 energieniveau -diagram van energieoverdracht in EU3+complex
2.Synthesis -methode vanZeldzame aarde europiumComplexen
2.1 Synthesemethode met hoge temperatuur
De solid-state methode op hoge temperatuur is een veelgebruikte methode voor het voorbereidenzeldzame aardeLuminescerende materialen, en het wordt ook veel gebruikt in de industriële productie. De synthesemethode op hoge temperatuur is de reactie van vaste stofinterfaces onder hoge temperatuuromstandigheden (800-1500 ℃) om nieuwe verbindingen te genereren door vaste atomen of ionen te verspreiden of te transporteren. De vaste-fase methode op hoge temperatuur wordt gebruikt om zich voor te bereidenzeldzame aardecomplexen. Ten eerste worden de reactanten in een bepaald deel gemengd en wordt een geschikte hoeveelheid flux toegevoegd aan een mortel voor grondig slijpen om uniforme menging te garanderen. Daarna worden de grondreactanten in een oven van hoge temperatuur geplaatst voor calcinatie. Tijdens het calcinatieproces kunnen oxidatie, reductie of inerte gassen worden gevuld volgens de behoeften van het experimentele proces. Na calcinatie op hoge temperatuur wordt een matrix met een specifieke kristalstructuur gevormd en de activator zeldzame aardionen worden eraan toegevoegd om een luminescent center te vormen. Het gecalcineerde complex moet koeling, spoelen, drogen, herslijpen, calcineren en screening ondergaan bij kamertemperatuur om het product te verkrijgen. Over het algemeen zijn meerdere slijp- en calcinatieprocessen vereist. Meerdere slijpen kunnen de reactiesnelheid versnellen en de reactie completer maken. Dit komt omdat het slijpproces het contactoppervlak van de reactanten verhoogt, waardoor de diffusie- en transportsnelheid van ionen en moleculen in de reactanten aanzienlijk wordt verbeterd, waardoor de reactie -efficiëntie wordt verbeterd. Verschillende calcinatietijden en temperaturen zullen echter een impact hebben op de structuur van de gevormde kristalmatrix.
De hoogtemperatuurmethode met een vaste toestand heeft de voordelen van eenvoudige procesbewerking, lage kosten en kort tijdverbruik, waardoor het een volwassen voorbereidingstechnologie is. De belangrijkste nadelen van de hoge-temperatuur solid-state methode zijn echter: ten eerste is de vereiste reactietemperatuur te hoog, die hoge apparatuur en instrumenten vereist, hoge energie verbruikt en moeilijk is om de kristalmorfologie te regelen. De productmorfologie is ongelijk en zorgt er zelfs voor dat de kristalstaat wordt beschadigd, wat de luminescentieprestaties beïnvloedt. Ten tweede maakt het onvoldoende slijpen het moeilijk voor de reactanten om gelijkmatig te mengen en zijn de kristaldeeltjes relatief groot. Vanwege handmatig of mechanisch slijpen zijn onzuiverheden onvermijdelijk gemengd om de luminescentie te beïnvloeden, wat resulteert in een lage productzuiverheid. Het derde probleem is ongelijke coatingtoepassing en een slechte dichtheid tijdens het aanvraagproces. Lai et al. Synthetized een reeks SR5 (PO4) 3CL enkele fase polychromatische fluorescerende poeders gedoteerd met EU3+en TB3+met behulp van de traditionele hoge-temperatuur solid-state methode. Onder bijna-ultraviolette excitatie kan het fluorescerende poeder de luminescentiekleur van de fosfor afwijzen van het blauwe gebied naar het groene gebied volgens de dopingconcentratie, waardoor de defecten van lage kleurweergave-index en een hoge gerelateerde kleurtemperatuur in wit licht-emitterende diodes worden verbeterd. Hoog energieverbruik is het grootste probleem bij de synthese van borofosfaatgebaseerde fluorescerende poeders door middel van vaste toestand van hoge temperatuur. Momenteel zijn er steeds meer wetenschappers toegewijd aan het ontwikkelen en zoeken naar geschikte matrices om het hoge energieverbruiksprobleem van de hoge-temperatuurmethode met een vaste toestand op te lossen. In 2015, Hasegawa et al. Voltooide de lage-temperatuur solid-state voorbereiding van Li2NABP2O8 (LNBP) fase met behulp van de P1-ruimtegroep van het triclinische systeem voor het eerst. In 2020, Zhu et al. rapporteerde een lage-temperatuur solid-state syntheseroute voor een nieuwe Li2NABP2O8: EU3+(LNBP: EU) fosfor, het onderzoeken van een laag energieverbruik en goedkope syntheseroute voor anorganische fosforen.
2.2 CO -neerslagmethode
De CO -neerslagmethode is ook een veelgebruikte "soft chemische" synthesemethode voor het bereiden van anorganische zeldzame aardluminescente materialen. De CO -neerslagmethode omvat het toevoegen van een neerslag aan de reactant, die reageert met de kationen in elke reactant om een neerslag te vormen of de reactant onder bepaalde omstandigheden te hydrolyseren om oxiden, hydroxiden, onoplosbare zouten, etc. te vormen. Het doelproduct wordt verkregen door filtratie, wassen, wassen, wassen, drogen en andere processen. De voordelen van de CO -neerslagmethode zijn eenvoudige werking, kort tijdsverbruik, een laag energieverbruik en een hoge productzuiverheid. Het meest prominente voordeel is dat de kleine deeltjesgrootte direct nanokristallen kan genereren. De nadelen van de CO -neerslagmethode zijn: ten eerste is het verkregen productaggregatiefenomeen ernstig, wat de luminescerende prestaties van het fluorescerende materiaal beïnvloedt; Ten tweede is de vorm van het product onduidelijk en moeilijk te beheersen; Ten derde zijn er bepaalde vereisten voor de selectie van grondstoffen, en de neerslagomstandigheden tussen elke reactant moeten zo vergelijkbaar of identiek mogelijk zijn, wat niet geschikt is voor de toepassing van meerdere systeemcomponenten. K. Petcharoen et al. Gesynthetiseerde sferische magnetiet nanodeeltjes met behulp van ammoniumhydroxide als een neerslag- en chemische CO -neerslagmethode. Azijnzuur en oliezuur werden geïntroduceerd als coatingmiddelen tijdens de initiële kristallisatiefase, en de grootte van magnetiet nanodeeltjes werd geregeld binnen het bereik van 1-40 nm door de temperatuur te veranderen. De goed gedispergeerde magnetiet nanodeeltjes in waterige oplossing werden verkregen door oppervlaktemodificatie, waardoor het fenomeen van de agglomeratie van deeltjes in de CO -neerslagmethode werd verbeterd. Kee et al. Vergeleken de effecten van hydrothermische methode en CO-neerslagmethode op de vorm, structuur en deeltjesgrootte van EU-CSH. Ze wezen erop dat hydrothermische methode nanodeeltjes genereert, terwijl de CO -neerslagmethode submicron prismatische deeltjes genereert. In vergelijking met de CO-neerslagmethode vertoont de hydrothermische methode een hogere kristalliniteit en een betere fotoluminescentie-intensiteit bij de bereiding van EU-CSH-poeder. JK Han et al. ontwikkelde een nieuwe CO-neerslagmethode met behulp van een niet-waterig oplosmiddel N, N-dimethylformamide (DMF) om (BA1-XSRX) 2SIO4 te bereiden: EU2-fosforen met smalle grootteverdeling en hoge kwantumefficiëntie nabij sferische nano- of submicron-grootte-deeltjes. DMF kan polymerisatiereacties verminderen en de reactiesnelheid tijdens het neerslagproces vertragen, waardoor de deeltjesaggregatie wordt voorkomen.
2.3 Hydrothermische/oplosmiddel thermische synthesemethode
De hydrothermische methode begon in het midden van de 19e eeuw toen geologen natuurlijke mineralisatie simuleerden. In het begin van de 20e eeuw is de theorie geleidelijk volwassen geworden en is het momenteel een van de meest veelbelovende oplossingschemmethoden. Hydrothermal method is a process in which water vapor or aqueous solution is used as the medium (to transport ions and molecular groups and transfer pressure) to reach a subcritical or supercritical state in a high-temperature and high-pressure closed environment (the former has a temperature of 100-240 ℃, while the latter has a temperature of up to 1000 ℃), accelerate the hydrolysis reaction rate of raw materials, and under strong convection, ions and Moleculaire groepen diffunderen tot lage temperatuur voor herkristallisatie. De temperatuur, pH -waarde, reactietijd, concentratie en type voorloper tijdens het hydrolyseproces beïnvloeden de reactiesnelheid, kristaluitstraling, vorm, structuur en groeisnelheid tot verschillende graden. Een toename van de temperatuur versnelt niet alleen de oplossing van grondstoffen, maar verhoogt ook de effectieve botsing van moleculen om kristalvorming te bevorderen. De verschillende groeisnelheden van elk kristalvlak in pH -kristallen zijn de belangrijkste factoren die de kristalfase, grootte en morfologie beïnvloeden. De duur van de reactietijd beïnvloedt ook de kristalgroei, en hoe langer de tijd, hoe gunstiger het is voor kristalgroei.
De voordelen van hydrothermische methode worden voornamelijk gemanifesteerd in: ten eerste, hoge kristalzuiverheid, geen onzuiverheidsvervuiling, smalle deeltjesgrootteverdeling, hoge opbrengst en diverse productmorfologie; De tweede is dat het werkingsproces eenvoudig is, de kosten laag zijn en het energieverbruik laag is. De meeste reacties worden uitgevoerd in omgevingen op gemiddelde tot lage temperatuur en de reactieomstandigheden zijn gemakkelijk te regelen. Het applicatiebereik is breed en kan voldoen aan de voorbereidingsvereisten van verschillende vormen van materialen; Ten derde is de druk van milieuvervuiling laag en is het relatief vriendelijk voor de gezondheid van operators. De belangrijkste nadelen zijn dat de voorloper van de reactie gemakkelijk kan worden beïnvloed door de pH, temperatuur en tijd van de omgeving, en het product heeft een laag zuurstofgehalte.
De solvothermische methode maakt gebruik van organische oplosmiddelen als het reactiemedium, waardoor de toepasbaarheid van hydrothermische methoden verder wordt uitgebreid. Vanwege de significante verschillen in fysische en chemische eigenschappen tussen organische oplosmiddelen en water, is het reactiemechanisme complexer en zijn het uiterlijk, de structuur en de grootte van het product diverser. Nallappan et al. Gesynthetiseerde MOOX -kristallen met verschillende morfologieën van plaat tot nanorod door de reactietijd van hydrothermische methode te regelen met behulp van natriumdialkylsulfaat als het kristalgeleidingsmiddel. Dianwen Hu et al. Gesynthetiseerde composietmaterialen op basis van polyoxymolybdeen kobalt (COPMA) en UIO-67 of bevattende bipyridylgroepen (UIO-BPY) met behulp van een solvothermische methode door synthesecondities te optimaliseren.
2.4 Sol Gel -methode
Sol Gel -methode is een traditionele chemische methode om anorganische functionele materialen te bereiden, die veel worden gebruikt bij de bereiding van metaalnanomaterialen. In 1846 gebruikte Elbelmen deze methode voor het eerst om SiO2 voor te bereiden, maar het gebruik ervan was nog niet volwassen. De voorbereidingsmethode is voornamelijk om zeldzame aardion -activator toe te voegen in de initiële reactieoplossing om het oplosmiddel te vervluchten om gel te maken, en de voorbereide gel krijgt het doelproduct na temperatuurbehandeling. De fosfor geproduceerd door de SOL -gelmethode heeft een goede morfologie en structurele kenmerken, en het product heeft een kleine uniforme deeltjesgrootte, maar de helderheid ervan moet worden verbeterd. Het voorbereidingsproces van SOL-gelmethode is eenvoudig en gemakkelijk te bedienen, de reactietemperatuur is laag en de veiligheidsprestaties zijn hoog, maar de tijd is lang en de hoeveelheid van elke behandeling is beperkt. Gaponenko et al. Bereide amorfe batio3/siO2 multilayer structuur door centrifugatie en warmtebehandeling SOL-gelmethode met een goede transmissiviteit en brekingsindex, en wees erop dat de brekingsindex van Batio3-film zal toenemen met de toename van de SOL-concentratie. In 2007 heeft de onderzoeksgroep van Liu L met succes het zeer fluorescerende en lichte stabiele EU3+metaalion/sensibilatorcomplex vastgelegd in nanocomposieten op basis van silica en gedoteerde droge gel met behulp van de SOL -gelmethode. In verschillende combinaties van verschillende derivaten van zeldzame aardgevoeligers en silica nanoporeuze sjablonen biedt het gebruik van 1,10-fenanthroline (OP) sensibilisator in tetraethoxysilaan (TEOS) -sjabloon de beste fluorescentie gedoteerde droge gel om de spectrale eigenschappen van EUU3+te testen.
2.5 Microwave Synthesemethode
Microgolfsynthesemethode is een nieuwe groene en vervuilingsvrije chemische synthesemethode in vergelijking met vaste-temperatuur solid-state methode, die veel wordt gebruikt in materiaalsynthese, vooral op het gebied van nanomateriaalsynthese, wat een goed ontwikkelingsmomentum vertoont. Magnetron is een elektromagnetische golf met een golflengte tussen 1nn en 1m. Microgolfmethode is het proces waarbij microscopische deeltjes in het uitgangsmateriaal polarisatie ondergaan onder invloed van externe elektromagnetische veldsterkte. Naarmate de richting van het elektrische veld in de magnetron verandert, veranderen de bewegings- en opstellingsrichting van de dipolen continu. De hysteresisrespons van de dipolen, evenals de omzetting van hun eigen thermische energie zonder de noodzaak van botsing, wrijving en diëlektrisch verlies tussen atomen en moleculen, bereikt het verwarmingseffect. Vanwege het feit dat magnetronverwarming het gehele reactiesysteem uniform kan verwarmen en snel energie kan leiden, heeft het bevorderen van de voortgang van organische reacties, vergeleken met traditionele bereidingsmethoden, heeft de methode voor magnetronsynthesis de voordelen van snelle reactiesnelheid, groene veiligheid, kleine en uniforme materiaal deeltjesgrootte en hoge fase -zuiverheid. De meeste rapporten gebruiken momenteel echter magnetronabsorbers zoals koolstofpoeder, FE3O4 en MNO2 om indirect warmte voor de reactie te bieden. Stoffen die gemakkelijk worden opgenomen door magnetrons en de reactanten zelf kunnen activeren, moeten verder worden verkenning. Liu et al. gecombineerd de CO -neerslagmethode met de microgolfmethode om pure spinel limn2O4 te synthetiseren met poreuze morfologie en goede eigenschappen.
2.6 Verbrandingsmethode
De verbrandingsmethode is gebaseerd op traditionele verwarmingsmethoden, die gebruik maken van organische materieverbranding om het doelproduct te genereren nadat de oplossing is verdampt naar droogheid. Het gas dat wordt gegenereerd door de verbranding van organische stof kan het optreden van agglomeratie effectief vertragen. In vergelijking met de verhittingsmethode van vaste toestand vermindert het het energieverbruik en is het geschikt voor producten met lage reactietemperatuurvereisten. Het reactieproces vereist echter de toevoeging van organische verbindingen, wat de kosten verhoogt. Deze methode heeft een kleine verwerkingscapaciteit en is niet geschikt voor industriële productie. Het product geproduceerd door de verbrandingsmethode heeft een kleine en uniforme deeltjesgrootte, maar vanwege het korte reactieproces kunnen er onvolledige kristallen zijn, die de luminescentieprestaties van de kristallen beïnvloeden. Anning et al. Gebruikte LA2O3, B2O3 en MG als uitgangsmaterialen en gebruikte zoutondersteunde verbrandingssynthese om LAB6 -poeder in batches in een korte periode te produceren.
3. Toepassing vanzeldzame aarde europiumComplexen in vingerafdrukontwikkeling
Poederweergavemethode is een van de meest klassieke en traditionele vingerafdrukweergavemethoden. Momenteel kunnen de poeders die vingerafdrukken vertonen worden verdeeld in drie categorieën: traditionele poeders, zoals magnetische poeders bestaande uit fijn ijzerpoeder en koolstofpoeder; Metalen poeders, zoals goudpoeder,zilverpoederen andere metalen poeders met een netwerkstructuur; Fluorescerend poeder. Traditionele poeders hebben echter vaak grote problemen bij het weergeven van vingerafdrukken of oude vingerafdrukken op complexe achtergrondobjecten, en hebben een bepaald giftig effect op de gezondheid van gebruikers. In de afgelopen jaren heeft criminele wetenschaps- en technologiepersoneel de toepassing van de toepassing van nano -fluorescerende materialen voor vingerafdrukweergave steeds meer de voorkeur gegeven. Vanwege de unieke lichtgevende eigenschappen van EU3+en de wijdverbreide toepassing vanzeldzame aardestoffen,zeldzame aarde europiumComplexen zijn niet alleen een onderzoekshotspot geworden op het gebied van forensische wetenschap, maar bieden ook bredere onderzoeksideeën voor vingerafdrukweergave. EU3+in vloeistoffen of vaste stoffen heeft echter een slechte lichtabsorptieprestaties en moet worden gecombineerd met liganden om licht te sensibiliseren en uit te zenden, waardoor EU3+sterkere en meer persistente fluorescentie -eigenschappen kunnen vertonen. Momenteel omvatten de veelgebruikte liganden voornamelijk β-diketonen, carbonzuren en carboxylaatzouten, organische polymeren, supramoleculaire macrocycli, enz.zeldzame aarde europiumComplexen is gebleken dat in vochtige omgevingen de trilling van coördinatie H2O -moleculen ineuropiumComplexen kunnen luminescentie -blussen veroorzaken. Om een betere selectiviteit en sterk contrast in vingerafdrukweergave te bereiken, moeten daarom inspanningen worden geleverd om te bestuderen hoe de thermische en mechanische stabiliteit van kan worden verbeterdeuropiumcomplexen.
In 2007 was de onderzoeksgroep van Liu L de pionier van introductieeuropiumComplexen op het gebied van vingerafdrukweergave voor het eerst in binnen- en buitenland. De zeer fluorescerende en lichte stabiele EU3+metaalionen/sensibilisatorcomplexen die zijn vastgelegd door de SOL -gelmethode kunnen worden gebruikt voor mogelijke vingerafdrukdetectie op verschillende forensisch gerelateerde materialen, waaronder goudfolie, glas, plastic, gekleurd papier en groene bladeren. Verkennend onderzoek introduceerde het preparaatproces, UV/VIS -spectra, fluorescentiekarakteristieken en vingerafdruktemplementresultaten van deze nieuwe EU3+/OP/TEOS -nanocomposieten.
In 2014, Seung Jin Ryu et al. Eerst gevormd een EU3+complex ([EUCL2 (fen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) door hexahydraateuropium chloride(EUCL3 · 6H2O) en 1-10 fenanthroline (fen). Door de ionenuitwisselingsreactie tussen interlayer natriumionen eneuropiumComplexe ionen, geïntercaleerde nano-hybride verbindingen (EU (fen) 2) 3+- gesynthetiseerde lithiumzeepsteen en EU (fen) 2) 3+- natuurlijke montmorilloniet) werden verkregen. Under excitation of a UV lamp at a wavelength of 312nm, the two complexes not only maintain characteristic photoluminescence phenomena, but also have higher thermal, chemical, and mechanical stability compared to pure Eu3+complexes.However, due to the absence of quenched impurity ions such as iron in the main body of lithium soapstone, [Eu (Phen) 2] 3+- lithium soapstone has better Luminescentie-intensiteit dan [EU (fen) 2] 3+- montmorilloniet, en de vingerafdruk vertoont duidelijkere lijnen en sterker contrast met de achtergrond. In 2016, v Sharma et al. gesynthetiseerd strontiumaluminaat (SRAL2O4: EU2+, DY3+) nano -fluorescerend poeder met behulp van de verbrandingsmethode. Het poeder is geschikt voor de weergave van verse en oude vingerafdrukken op permeabele en niet -permeabele objecten zoals gewoon gekleurd papier, verpakkingspapier, aluminiumfolie en optische schijven. Het vertoont niet alleen hoge gevoeligheid en selectiviteit, maar heeft ook sterke en langdurige afterglow-eigenschappen. In 2018, Wang et al. voorbereide CAS-nanodeeltjes (ESM-CAS-NP) gedoteerd meteuropium, samariumen mangaan met een gemiddelde diameter van 30 nm. De nanodeeltjes waren ingekapseld met amfifiele liganden, waardoor ze uniform in water kunnen worden verspreid zonder hun fluorescentie -efficiëntie te verliezen; CO-modificatie van ESM-CAS-NP-oppervlak met 1-dodecylthiol en 11-mercaptoundecanoëzuur (Arg-DT)/ MUA@ESM-CAS NP's loste het probleem van fluorescentie-blussen in water en deeltjesaggregatie veroorzaakt door deeltjeshydrolyse in het nano-fluorescentiepoeder. Dit fluorescerende poeder vertoont niet alleen mogelijke vingerafdrukken op objecten zoals aluminiumfolie, plastic, glas en keramische tegels met hoge gevoeligheid, maar heeft ook een breed scala aan excitatielichtbronnen en vereist geen dure beeldextractieapparatuur om vingerafdrukken te weergeven, in hetzelfde jaar, Wang's onderzoeksgroep synthetiseerdeuropiumComplexen [EU (M-MA) 3 (O-fen)] met behulp van ortho, meta en p-methylbenzoëzuur als het eerste ligand- en ortho-fenanthroline als het tweede ligand met behulp van neerslagmethode. Onder 245 nm ultraviolet licht bestraling, kunnen potentiële vingerafdrukken op objecten zoals kunststoffen en handelsmerken duidelijk worden weergegeven. In 2019, Sung Jun Park et al. gesynthetiseerde YBO3: LN3+(LN = EU, TB) fosforen door middel van solvothermische methode, waardoor de potentiële vingerafdrukdetectie effectief wordt verbeterd en de interferentie van achtergrondpatroon wordt verminderd. In 2020, Prabakaran et al. ontwikkelde een fluorescerende Na [EU (5,50 DMBP) (fen) 3] · CL3/D-dextrose composiet, met behulp van EUCL3 · 6H20 als voorloper. NA [EU (5,5 '- DMBP) (fen) 3] CL3 werd gesynthetiseerd met behulp van fen en 5,5 ′- DMBP via een hot-oplosmiddelmethode, en vervolgens NA [EU (5,5'- DMBP) (fen) 3] CL3 en D-dextrose werden gebruikt als de voorloper om NA [EU (5.50 DMBP) (fen) 3] · CL3 te vormen. 3/D-dextrose complex. Door experimenten kan de composiet duidelijk vingerafdrukken weergeven op objecten zoals plastic flesdoppen, glazen en Zuid -Afrikaanse valuta onder de excitatie van 365 nm zonlicht of ultraviolet licht, met een hoger contrast en stabielere fluorescentieprestaties. In 2021, Dan Zhang et al. Succesvol ontworpen en gesynthetiseerd een nieuwe hexanucleaire EU3+complex EU6 (PPA) 18CTP-TPY met zes bindingsplaatsen, die een uitstekende fluorescentie-thermische stabiliteit hebben (<50 ℃) en kan worden gebruikt voor vingerafdrukdisplay. Verdere experimenten zijn echter nodig om zijn geschikte gastsoorten te bepalen. In 2022, L Brini et al. successfully synthesized Eu: Y2Sn2O7 fluorescent powder through co precipitation method and further grinding treatment, which can reveal potential fingerprints on wooden and impermeable objects.In the same year, Wang's research group synthesized NaYF4: Yb using solvent thermal synthesis method, Er@YVO4 Eu core-shell type nanofluorescence material, which can generate red fluorescence under 254nm Ultraviolette excitatie en felgroene fluorescentie onder 980 nm bijna-infrarood excitatie, het bereiken van dubbele modus weergave van potentiële vingerafdrukken op de gast. Het potentiële vingerafdrukdisplay op objecten zoals keramische tegels, plastic vellen, aluminiumlegeringen, RMB en gekleurd briefhoofdpapier vertoont een hoge gevoeligheid, selectiviteit, contrast en sterke weerstand tegen achtergrondinterferentie.
4 Outlook
In de afgelopen jaren is het onderzoek naarzeldzame aarde europiumComplexen heeft veel aandacht getrokken, dankzij hun uitstekende optische en magnetische eigenschappen zoals hoge luminescentie -intensiteit, hoge kleurzuiverheid, lange fluorescentie levensduur, grote energie -absorptie en emissiehiaten en smalle absorptiepieken. Met de verdieping van onderzoek naar zeldzame aardmaterialen, zijn hun toepassingen op verschillende gebieden zoals verlichting en display, biowetenschap, landbouw, militaire, elektronische informatie-industrie, optische informatietransmissie, fluorescentie-anti-concurrentie, fluorescentiedetectie, enz. Worden steeds wijdverbreid. De optische eigenschappen vaneuropiumComplexen zijn uitstekend en hun applicatievelden breiden zich geleidelijk uit. Hun gebrek aan thermische stabiliteit, mechanische eigenschappen en verwerkbaarheid zal echter hun praktische toepassingen beperken. Vanuit het huidige onderzoeksperspectief is het applicatieonderzoek van de optische eigenschappen vaneuropiumComplexen op het gebied van forensische wetenschap moeten zich vooral richten op het verbeteren van de optische eigenschappen vaneuropiumcomplexen en het oplossen van de problemen van fluorescerende deeltjes die gevoelig zijn voor aggregatie in vochtige omgevingen, het handhaven van de stabiliteit en luminescentie -efficiëntie vaneuropiumComplexen in waterige oplossingen. Tegenwoordig heeft de voortgang van de samenleving en wetenschap en technologie hogere vereisten voor de voorbereiding van nieuwe materialen gesteld. Terwijl het voldoen aan de aanvraagbehoeften, moet het ook voldoen aan de kenmerken van gediversifieerd ontwerp en lage kosten. Daarom verder onderzoek naareuropiumComplexen is van groot belang voor de ontwikkeling van de rijke zeldzame aardse bronnen van China en de ontwikkeling van criminele wetenschappen en technologie.
Posttijd: nov-01-2023