Inimese sõrmede papillaarmustrid jäävad oma topoloogiliselt struktuurilt põhimõtteliselt muutumatuks sünnist saati, omades inimestelt erinevaid omadusi, samuti on sama inimese sõrmede papillaarmustrid erinevad. Sõrmede papillamuster on rihvel ja jaotatud paljude higipooridega. Inimkeha eritab pidevalt veepõhiseid aineid, nagu higi, ja õliseid aineid, nagu õli. Need ained kanduvad kokku ja sadestuvad objektile, kui nad kokku puutuvad, tekitades objektile jäljendeid. Just käejälgede ainulaadsete omaduste tõttu, nagu nende individuaalne eripära, eluaegne stabiilsus ja puudutusjälgede peegeldav olemus, on sõrmejälgedest saanud kriminaaluurimise ja isikutuvastuse tunnustatud sümbol alates sõrmejälgede esmakordsest kasutamisest isikutuvastamiseks. 19. sajandi lõpul.
Kuriteopaigal, välja arvatud kolmemõõtmelised ja lamedad värvilised sõrmejäljed, on potentsiaalsete sõrmejälgede esinemissagedus kõrgeim. Võimalikud sõrmejäljed nõuavad tavaliselt visuaalset töötlemist füüsikaliste või keemiliste reaktsioonide kaudu. Tavalised potentsiaalsed sõrmejälgede arendamise meetodid hõlmavad peamiselt optilist, pulbrilist ja keemilist arendust. Nende hulgas eelistavad pulbriarendust rohujuuretasandi üksused selle lihtsa töö ja madala hinna tõttu. Traditsioonilise pulbripõhise sõrmejäljekuvari piirangud ei vasta aga enam kriminaaltehnikute vajadustele, nagu objekti keerulised ja mitmekesised värvid ja materjalid kuriteopaigal ning sõrmejälje ja taustavärvi halb kontrast; Pulbriosakeste suurus, kuju, viskoossus, koostise suhe ja jõudlus mõjutavad pulbri välimuse tundlikkust; Traditsiooniliste pulbrite selektiivsus on halb, eriti märgade esemete tõhustatud adsorptsioon pulbril, mis vähendab oluliselt traditsiooniliste pulbrite väljatöötamise selektiivsust. Kriminaalteaduse ja -tehnoloogia töötajad on viimastel aastatel pidevalt uurinud uusi materjale ja sünteesimeetodeid, sealhulgasharuldased muldmetallidluminestseeruvad materjalid on pälvinud kriminaalteaduse ja -tehnoloogia töötajate tähelepanu nende ainulaadsete luminestsentsomaduste, suure kontrastsuse, kõrge tundlikkuse, kõrge selektiivsuse ja madala toksilisuse tõttu sõrmejälgede kuvamise kasutamisel. Haruldaste muldmetallide järk-järgult täidetud 4f orbitaalid annavad neile väga rikkaliku energiataseme ning haruldaste muldmetallide elementide 5s ja 5P kihi elektronorbitaalid on täielikult täidetud. 4f kihi elektronid on varjestatud, andes 4f kihi elektronidele ainulaadse liikumisviisi. Seetõttu on haruldaste muldmetallide elementidel suurepärane fotostabiilsus ja keemiline stabiilsus ilma fotopleegitamiseta, ületades tavaliselt kasutatavate orgaaniliste värvainete piirangud. Lisaksharuldased muldmetallidelementidel on ka teiste elementidega võrreldes paremad elektrilised ja magnetilised omadused. Unikaalsed optilised omadusedharuldased muldmetallidioonid, nagu pikk fluorestsentsi eluiga, paljud kitsad neeldumis- ja emissiooniribad ning suured energia neeldumis- ja emissioonivahed, on pälvinud laialdast tähelepanu sõrmejälgede kuvamisega seotud uuringutes.
Arvukate seasharuldased muldmetallidelemendid,euroopiumon kõige sagedamini kasutatav luminestsentsmaterjal. Demarcay, avastajaeuroopiumaastal 1900 kirjeldas esimest korda teravaid jooni Eu3+in lahuse neeldumisspektris. 1909. aastal kirjeldas Urban katodoluminestsentsiGd2O3: Eu3+. 1920. aastal avaldas Prandtl esmakordselt Eu3+ neeldumisspektrid, kinnitades sellega De Mare tähelepanekuid. Eu3+ neeldumisspekter on näidatud joonisel 1. Eu3+ asub tavaliselt C2 orbitaalil, et hõlbustada elektronide üleminekut 5D0 tasemelt 7F2 tasemele, vabastades seeläbi punase fluorestsentsi. Eu3+ võib saavutada nähtava valguse lainepikkuste vahemikus ülemineku põhioleku elektronidelt madalaimale ergastatud oleku energiatasemele. Ultraviolettvalguse ergastamisel ilmutab Eu3+ tugevat punast fotoluminestsentsi. Seda tüüpi fotoluminestsentsi saab rakendada mitte ainult kristallsubstraatides või klaasides legeeritud Eu3+ ioonide puhul, vaid ka komplekside puhul, mis on sünteesitudeuroopiumja orgaanilised ligandid. Need ligandid võivad olla antennid, mis absorbeerivad ergastusluminestsentsi ja edastavad ergastusenergiat Eu3+ ioonide kõrgematele energiatasemetele. Kõige olulisem rakenduseuroopiumon punane fluorestseeruv pulberY2O3: Eu3+(YOX) on luminofoorlampide oluline komponent. Eu3+ punase valguse ergastamist on võimalik saavutada mitte ainult ultraviolettvalguse, vaid ka elektronkiire (katodoluminestsents), röntgenkiirguse γ kiirguse α või β osakeste, elektroluminestsentsi, hõõrde- või mehaanilise luminestsentsi ja kemoluminestsentsi meetoditega. Tänu oma rikkalikele luminestsentsomadustele on see laialdaselt kasutatav bioloogiline sond biomeditsiini või bioloogiateaduste valdkonnas. Viimastel aastatel on see äratanud ka kriminaalteaduse ja -tehnoloogia personali uurimishuvi kohtuekspertiisi valdkonnas, pakkudes hea valiku, et murda läbi traditsioonilise sõrmejälgede kuvamise pulbermeetodi piirangud, ning sellel on märkimisväärne tähtsus kontrasti parandamisel, sõrmejäljekuvari tundlikkus ja selektiivsus.
Joonis 1 Eu3+absorptsioonispektrogramm
1, luminestsentsi põhimõteharuldaste muldmetallide euroopiumkompleksid
Põhioleku ja ergastatud oleku elektroonilised konfiguratsioonideuroopiumioonid on mõlemad 4fn tüüpi. Tänu s- ja d-orbitaalide suurepärasele varjestusefektileeuroopiumioonid 4f orbitaalidel, ff üleminekudeuroopiumioonidel on teravad lineaarsed ribad ja suhteliselt pikk fluorestsentsi eluiga. Kuid euroopiumiioonide madala fotoluminestsentsi efektiivsuse tõttu ultraviolett- ja nähtava valguse piirkondades kasutatakse orgaanilisi ligande komplekside moodustamisekseuroopiumioonid ultraviolettkiirguse ja nähtava valguse piirkondade neeldumisteguri parandamiseks. poolt kiiratav fluorestsentseuroopiumkompleksidel pole mitte ainult ainulaadseid eeliseid kõrge fluorestsentsi intensiivsus ja kõrge fluorestsentsi puhtus, vaid neid saab ka parandada, kasutades orgaaniliste ühendite kõrget neeldumistõhusust ultraviolett- ja nähtava valguse piirkondades. Ergastusenergia, mis on vajalikeuroopiumioonide fotoluminestsents on kõrge Madala fluorestsentsi efektiivsuse puudumine. On kaks peamist luminestsentsi põhimõtetharuldaste muldmetallide euroopiumkompleksid: üks on fotoluminestsents, mis nõuab ligandieuroopiumkompleksid; Teine aspekt on see, et antenniefekt võib parandada tundlikkusteuroopiumioonide luminestsents.
Pärast välise ultraviolettkiirguse või nähtava valguse ergastamist orgaaniline ligandharuldased muldmetallidkomplekssed üleminekud põhiolekust S0 ergastatud singleti olekusse S1. Ergastatud oleku elektronid on ebastabiilsed ja naasevad kiirguse kaudu põhiolekusse S0, vabastades ligandil energiat fluorestsentsi kiirgamiseks või hüppavad vahelduvalt kolmekordse ergastusega olekusse T1 või T2 mittekiirguse kaudu; Kolmekordselt ergastatud olekud vabastavad kiirguse kaudu energiat, et tekitada ligandi fosforestsentsi või edastada energiatmetall euroopiumioonid mittekiirgusliku molekulisisese energiaülekande kaudu; Pärast ergastamist lähevad euroopiumiioonid põhiolekust üle ergastatud olekusse jaeuroopiumergastatud olekus olevad ioonid lähevad üle madalale energiatasemele, naasevad lõpuks põhiolekusse, vabastades energiat ja tekitades fluorestsentsi. Seetõttu lisades interakteerumiseks sobivad orgaanilised ligandidharuldased muldmetallidioonid ja sensibiliseerivad tsentraalseid metalliioone mittekiirgusliku energiaülekande kaudu molekulides, võib haruldaste muldmetallide ioonide fluorestsentsefekti oluliselt suurendada ja välise ergastusenergia vajadust vähendada. Seda nähtust tuntakse ligandide antenniefektina. Energia ülekande energiataseme diagramm Eu3+kompleksides on näidatud joonisel 2.
Energia ülekande protsessis kolmiku ergastatud olekust Eu3+-le peab ligandi tripleti ergastatud oleku energiatase olema kõrgem kui Eu3+ ergastatud oleku energiatase või sellega kooskõlas. Kuid kui ligandi kolmiku energiatase on palju suurem kui Eu3+ madalaim ergastatud olekuenergia, väheneb oluliselt ka energiaülekande efektiivsus. Kui erinevus ligandi tripleti oleku ja Eu3+ madalaima ergastatud oleku vahel on väike, nõrgeneb fluorestsentsi intensiivsus ligandi tripleti oleku termilise deaktiveerimise kiiruse mõjul. β-diketoonikomplekside eelisteks on tugev UV-neeldumistegur, tugev koordineerimisvõime, tõhus energiaülekanneharuldased muldmetallids ja võivad eksisteerida nii tahkel kui vedelal kujul, muutes need üheks kõige laialdasemalt kasutatavaks ligandiksharuldased muldmetallidkompleksid.
Joonis 2 Energia ülekande energiataseme diagramm Eu3+kompleksis
2. SünteesimeetodHaruldaste muldmetallide euroopiumKompleksid
2.1 Kõrge temperatuuriga tahkisünteesi meetod
Kõrgtemperatuuriline tahkismeetod on tavaliselt kasutatav valmistamise meetodharuldased muldmetallidluminestseeruvad materjalid ja seda kasutatakse laialdaselt ka tööstuslikus tootmises. Kõrgtemperatuuriline tahkisünteesimeetod on tahke aine liideste reaktsioon kõrge temperatuuri tingimustes (800–1500 ℃), et tekitada tahkete aatomite või ioonide hajutamise või transpordi kaudu uusi ühendeid. Valmistamiseks kasutatakse kõrgtemperatuurset tahkefaasi meetoditharuldased muldmetallidkompleksid. Esiteks segatakse reagendid teatud vahekorras ja ühtlase segunemise tagamiseks lisatakse mördi põhjalikuks jahvatamiseks sobiv kogus räbusti. Seejärel asetatakse jahvatatud reagendid kaltsineerimiseks kõrge temperatuuriga ahju. Kaltsineerimisprotsessi käigus saab vastavalt katseprotsessi vajadustele täita oksüdatsiooni-, redutseerimis- või inertgaase. Pärast kõrgtemperatuurilist kaltsineerimist moodustub spetsiifilise kristallstruktuuriga maatriks, millele lisatakse aktivaator haruldaste muldmetallide ioone, et moodustada luminestsentstsenter. Toote saamiseks tuleb kaltsineeritud kompleksi toatemperatuuril jahutada, loputada, kuivatada, uuesti jahvatada, kaltsineerida ja sõeluda. Üldiselt on vaja mitut lihvimis- ja kaltsineerimisprotsessi. Mitmekordne jahvatamine võib reaktsiooni kiirust kiirendada ja reaktsiooni täielikumaks muuta. Selle põhjuseks on asjaolu, et jahvatusprotsess suurendab reagentide kontaktpinda, parandades oluliselt ioonide ja molekulide difusiooni ja transpordikiirust reagentides, parandades seeläbi reaktsiooni efektiivsust. Erinevad kaltsineerimisajad ja temperatuurid mõjutavad aga moodustunud kristallmaatriksi struktuuri.
Kõrge temperatuuriga tahkismeetodi eelisteks on lihtne protsessi toimimine, madal hind ja lühike ajakulu, mistõttu on see küpses ettevalmistustehnoloogias. Kõrgtemperatuurilise tahkismeetodi peamised puudused on aga järgmised: esiteks on nõutav reaktsioonitemperatuur liiga kõrge, mis nõuab kõrgeid seadmeid ja instrumente, kulutab palju energiat ja kristallide morfoloogiat on raske kontrollida. Toote morfoloogia on ebaühtlane ja põhjustab isegi kristalli oleku kahjustamist, mõjutades luminestsentsi jõudlust. Teiseks raskendab ebapiisav jahvatamine reagentide ühtlast segunemist ja kristalliosakesed on suhteliselt suured. Käsitsi või mehaanilise lihvimise tõttu segunevad lisandid paratamatult, et mõjutada luminestsentsi, mille tulemuseks on madal toote puhtus. Kolmas probleem on katte ebaühtlane pealekandmine ja halb tihedus pealekandmisprotsessi ajal. Lai et al. sünteesis traditsioonilist kõrgtemperatuurset tahkismeetodit kasutades rea Sr5 (PO4) 3Cl ühefaasilisi polükromaatilisi fluorestseeruvaid pulbreid, mis olid legeeritud Eu3+ ja Tb3+-ga. Peaaegu ultraviolettkiirguse ergastuse korral võib fluorestseeruv pulber vastavalt dopingukontsentratsioonile häälestada luminestsentsvärvi sinisest piirkonnast roheliseks, parandades madala värviedastusindeksi ja kõrge sellega seotud värvitemperatuuri defekte valgetes valgusdioodides. . Boorfosfaadipõhiste fluorestseeruvate pulbrite kõrgtemperatuursel tahkismeetodil sünteesimisel on peamine probleem suur energiatarbimine. Praegu on üha rohkem teadlasi pühendunud sobivate maatriksite väljatöötamisele ja otsimisele, et lahendada kõrge temperatuuriga tahkismeetodi kõrge energiatarbimise probleem. 2015. aastal Hasegawa jt. lõpetas Li2NaBP2O8 (LNBP) faasi madala temperatuuriga tahkis valmistamise, kasutades esmakordselt trikliinilise süsteemi P1 ruumirühma. 2020. aastal töötasid Zhu jt. teatas uudse Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP:Eu) fosfori madala temperatuuriga tahkisünteesiviisist, uurides anorgaaniliste fosforite madalat energiatarbimist ja odavat sünteesi teed.
2.2 Kaassadestamise meetod
Kaassadestamise meetod on ka anorgaaniliste haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide valmistamiseks tavaliselt kasutatav pehme keemiline sünteesimeetod. Kaas-sadestamise meetod hõlmab sademe lisamist reagendile, mis reageerib igas reagendis olevate katioonidega, moodustades sade, või hüdrolüüsib reagendi teatud tingimustel, moodustades oksiide, hüdroksiide, lahustumatuid sooli jne. Sihtprodukt saadakse filtreerimise teel. pesemine, kuivatamine ja muud protsessid. Kaassadestamise meetodi eelised on lihtne töö, lühike ajakulu, madal energiatarve ja kõrge toote puhtus. Selle kõige silmatorkavam eelis on see, et selle väike osakeste suurus võib otseselt tekitada nanokristalle. Kaassadestamise meetodi puudused on järgmised: esiteks on saadud produktide agregatsiooninähtus tõsine, mis mõjutab fluorestseeruva materjali luminestsentsvõimet; Teiseks on toote kuju ebaselge ja raskesti kontrollitav; Kolmandaks on teatud nõuded toormaterjalide valikul ja sadestamise tingimused iga reagendi vahel peaksid olema võimalikult sarnased või identsed, mis ei sobi mitme süsteemikomponendi rakendamiseks. K. Petcharoen et al. sünteesiti sfäärilisi magnetiidi nanoosakesi, kasutades sadestajana ammooniumhüdroksiidi ja keemilise kaassadestamise meetodit. Äädikhape ja oleiinhape lisati katteainetena esialgses kristallimisetapis ning magnetiidi nanoosakeste suurust kontrolliti temperatuuri muutmisega vahemikus 1-40 nm. Vesilahuses hästi hajutatud magnetiidi nanoosakesed saadi pinna modifitseerimise teel, parandades osakeste aglomeratsiooninähtust kaassadestamise meetodil. Kee et al. võrreldi hüdrotermilise meetodi ja kaassadestamise meetodi mõju Eu-CSH kujule, struktuurile ja osakeste suurusele. Nad juhtisid tähelepanu sellele, et hüdrotermiline meetod tekitab nanoosakesi, samas kui kaassadestamismeetod tekitab submikronilisi prismalisi osakesi. Võrreldes kaassadestamise meetodiga on hüdrotermilisel meetodil Eu-CSH pulbri valmistamisel suurem kristallilisus ja parem fotoluminestsentsi intensiivsus. JK Han et al. töötas välja uudse kaassadestamise meetodi, kasutades mittevesilahustit N, N-dimetüülformamiidi (DMF), et valmistada (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 luminofoorid, millel on kitsas suurusjaotus ja kõrge kvantefektiivsus sfääriliste nano- või submikroniliste osakeste läheduses. DMF võib vähendada polümerisatsioonireaktsioone ja aeglustada reaktsiooni kiirust sadestamisprotsessi ajal, aidates ära hoida osakeste agregatsiooni.
2.3 Hüdrotermiline/lahusti termilise sünteesi meetod
Hüdrotermiline meetod sai alguse 19. sajandi keskel, kui geoloogid simuleerisid looduslikku mineraliseerumist. 20. sajandi alguses küpses teooria järk-järgult ja on praegu üks paljutõotavamaid lahenduskeemia meetodeid. Hüdrotermiline meetod on protsess, mille käigus kasutatakse veeauru või vesilahust keskkonnana (ioonide ja molekulaarsete rühmade transportimiseks ja rõhu ülekandmiseks), et saavutada kõrge temperatuuriga ja kõrgrõhuga suletud keskkonnas sub- või ülekriitiline olek (esimene on temperatuur 100-240 ℃, samas kui viimase temperatuur on kuni 1000 ℃), kiirendab toormaterjali hüdrolüüsi reaktsioonikiirust. materjalid ning tugeva konvektsiooni korral hajuvad ioonid ja molekulaarrühmad ümberkristallimiseks madalale temperatuurile. Temperatuur, pH väärtus, reaktsiooniaeg, kontsentratsioon ja prekursori tüüp hüdrolüüsiprotsessi ajal mõjutavad erineval määral reaktsiooni kiirust, kristallide välimust, kuju, struktuuri ja kasvukiirust. Temperatuuri tõus mitte ainult ei kiirenda toorainete lahustumist, vaid suurendab ka molekulide tõhusat kokkupõrget, et soodustada kristallide moodustumist. Iga kristallitasandi erinev kasvukiirus pH-kristallides on peamised tegurid, mis mõjutavad kristalli faasi, suurust ja morfoloogiat. Reaktsiooniaja pikkus mõjutab ka kristallide kasvu ja mida pikem on aeg, seda soodsam on see kristallide kasvuks.
Hüdrotermilise meetodi eelised avalduvad peamiselt järgmistes: esiteks kõrge kristallpuhtus, lisandite puudumine, kitsas osakeste suurusjaotus, kõrge saagis ja mitmekesine toote morfoloogia; Teine on see, et tööprotsess on lihtne, kulud on madalad ja energiatarve väike. Enamik reaktsioone viiakse läbi keskmise kuni madala temperatuuriga keskkondades ja reaktsioonitingimusi on lihtne kontrollida. Kasutusala on lai ja vastab erinevate materjalide valmistamise nõuetele; Kolmandaks on keskkonnasaaste surve madal ja operaatorite tervisele suhteliselt sõbralik. Selle peamised puudused on see, et reaktsiooni eelkäijat mõjutavad kergesti keskkonna pH, temperatuur ja aeg ning toote madala hapnikusisaldusega.
Solvotermilise meetodi puhul kasutatakse reaktsioonikeskkonnana orgaanilisi lahusteid, mis laiendab veelgi hüdrotermiliste meetodite rakendatavust. Orgaaniliste lahustite ja vee füüsikaliste ja keemiliste omaduste oluliste erinevuste tõttu on reaktsioonimehhanism keerulisem ning toote välimus, struktuur ja suurus on mitmekesisemad. Nallappan et al. sünteesiti erineva morfoloogiaga MoOx kristalle lehtedest nanorodideni, kontrollides hüdrotermilise meetodi reaktsiooniaega, kasutades kristalli suunava ainena naatriumdialküülsulfaati. Dianwen Hu jt. sünteesitud komposiitmaterjalid, mis põhinevad polüoksümolübdeenkoobaltil (CoPMA) ja UiO-67 või sisaldavad bipüridüülrühmi (UiO-bpy), kasutades solvotermilist meetodit, optimeerides sünteesitingimusi.
2.4 Soolgeeli meetod
Soolgeeli meetod on traditsiooniline keemiline meetod anorgaaniliste funktsionaalsete materjalide valmistamiseks, mida kasutatakse laialdaselt metallide nanomaterjalide valmistamisel. 1846. aastal kasutas Elbelmen esimest korda seda meetodit SiO2 valmistamiseks, kuid selle kasutamine polnud veel küps. Valmistamismeetodiks on peamiselt haruldaste muldmetallide ioonide aktivaatori lisamine esialgsesse reaktsioonilahusesse, et lahusti lenduks geeliks, ja valmistatud geel saab pärast temperatuuritöötlust sihtsaaduse. Soolgeeli meetodil toodetud luminofoor on hea morfoloogia ja struktuuriomadustega ning toote osakeste suurus on väike, kuid selle heledust on vaja parandada. Sool-geeli meetodi valmistamisprotsess on lihtne ja hõlpsasti kasutatav, reaktsioonitemperatuur on madal ja ohutus on kõrge, kuid aeg on pikk ja iga töötluse kogus on piiratud. Gaponenko jt. valmistas amorfse BaTiO3/SiO2 mitmekihilise struktuuri tsentrifuugimise ja kuumtöötlemise teel hea läbilaskvuse ja murdumisnäitajaga sool-geelmeetodil ning juhtis tähelepanu sellele, et BaTiO3 kile murdumisnäitaja suureneb koos sooli kontsentratsiooni suurenemisega. 2007. aastal püüdis Liu L-i uurimisrühm soolgeeli meetodil edukalt ränidioksiidipõhistes nanokomposiitides ja legeeritud kuivgeelis väga fluorestseeruva ja valgusstabiilse Eu3+metalliioonide/sensibilisaatori kompleksi. Haruldaste muldmetallide sensibilisaatorite ja ränidioksiidi nanopoorsete mallide mitmes kombinatsioonis annab 1,10-fenantroliini (OP) sensibilisaatori kasutamine tetraetoksüsilaani (TEOS) matriitsis parima fluorestsentslegeeritud kuivgeeli, et testida Eu3+ spektraalseid omadusi.
2.5 Mikrolaineahjusünteesi meetod
Mikrolainesünteesi meetod on uus roheline ja saastevaba keemilise sünteesi meetod võrreldes kõrgtemperatuurse tahkis-meetodiga, mida kasutatakse laialdaselt materjalide sünteesis, eriti nanomaterjalide sünteesi valdkonnas, näidates head arengutempot. Mikrolaineahi on elektromagnetlaine lainepikkusega 1nn kuni 1m. Mikrolainemeetod on protsess, mille käigus lähtematerjali sees olevad mikroskoopilised osakesed polariseerivad välise elektromagnetvälja tugevuse mõjul. Mikrolaine elektrivälja suuna muutudes muutuvad dipoolide liikumise ja paigutuse suund pidevalt. Dipoolide hüstereesireaktsioon, samuti nende enda soojusenergia muundamine ilma aatomite ja molekulide vahelise kokkupõrke, hõõrdumise ja dielektrikadude vajaduseta saavutab kütteefekti. Kuna mikrolaineahjus kuumutamine võib kogu reaktsioonisüsteemi ühtlaselt soojendada ja energiat kiiresti juhtida, soodustades seeläbi orgaaniliste reaktsioonide kulgu, on mikrolainete sünteesimeetodi eelised võrreldes traditsiooniliste valmistamismeetoditega kiire reaktsioonikiirus, roheline ohutus, väike ja ühtlane. materjali osakeste suurus ja kõrge faasipuhtus. Kuid enamikus aruannetes kasutatakse reaktsiooni kaudseks soojuse tagamiseks praegu mikrolaine neelajaid, nagu süsinikupulber, Fe3O4 ja MnO2. Ained, mis mikrolainetega kergesti imenduvad ja võivad reagendid ise aktiveerida, vajavad täiendavat uurimist. Liu et al. kombineeris kaassadestamise meetodi mikrolainemeetodiga, et sünteesida poorse morfoloogia ja heade omadustega puhas spinell LiMn2O4.
2.6 Põlemismeetod
Põlemismeetod põhineb traditsioonilistel kuumutamismeetoditel, mis kasutavad pärast lahuse kuivaks aurustamist sihtprodukti saamiseks orgaanilise aine põletamist. Orgaanilise aine põlemisel tekkiv gaas võib aglomeratsiooni teket tõhusalt aeglustada. Võrreldes tahkisküttemeetodiga vähendab see energiatarbimist ja sobib madala reaktsioonitemperatuuri nõudega toodetele. Reaktsiooniprotsess nõuab aga orgaaniliste ühendite lisamist, mis suurendab kulusid. Sellel meetodil on väike töötlemisvõimsus ja see ei sobi tööstuslikuks tootmiseks. Põletusmeetodil toodetud toode on väikese ja ühtlase osakeste suurusega, kuid lühikese reaktsiooniprotsessi tõttu võivad kristallid olla mittetäielikud, mis mõjutab kristallide luminestsentsvõimet. Anning et al. kasutas La2O3, B2O3 ja Mg lähteainetena ning kasutas soola abil põletamise sünteesi LaB6 pulbri partiidena tootmiseks lühikese aja jooksul.
3. Rakendamineharuldaste muldmetallide euroopiumkompleksid sõrmejälgede väljatöötamisel
Pulberkuvamise meetod on üks klassikalisemaid ja traditsioonilisemaid sõrmejälgede kuvamise meetodeid. Praegu saab sõrmejälgi kuvavad pulbrid jagada kolme kategooriasse: traditsioonilised pulbrid, näiteks peenest rauapulbrist ja süsinikupulbrist koosnevad magnetpulbrid; metallipulbrid, näiteks kullapulber,hõbeda pulberja muud võrgustruktuuriga metallipulbrid; Fluorestseeruv pulber. Traditsioonilistel pulbritel on aga sageli suuri raskusi sõrmejälgede või vanade sõrmejälgede kuvamine keerukatel taustaobjektidel ning neil on teatav toksiline mõju kasutajate tervisele. Viimastel aastatel on kriminaalteaduse ja -tehnoloogia töötajad üha enam eelistanud nanofluorestseeruvate materjalide kasutamist sõrmejälgede kuvamisel. Tänu Eu3+ ainulaadsetele luminestsentsomadustele ja laialdasele kasutamiseleharuldased muldmetallidained,haruldaste muldmetallide euroopiumkompleksid pole mitte ainult muutunud kohtuekspertiisi valdkonna uurimistööpunktiks, vaid pakuvad ka laiemaid uurimisideid sõrmejälgede kuvamiseks. Siiski on Eu3+ vedelikes või tahketes ainetes halb valguse neeldumine ja valguse sensibiliseerimiseks ja kiirgamiseks tuleb seda kombineerida ligandidega, mis võimaldab Eu3+-l avaldada tugevamaid ja püsivamaid fluorestsentsomadusi. Praegu on tavaliselt kasutatavad ligandid peamiselt β-diketoonid, karboksüülhapped ja karboksülaatsoolad, orgaanilised polümeerid, supramolekulaarsed makrotsüklid jne.haruldaste muldmetallide euroopiumkompleksid, on leitud, et niiskes keskkonnas mõjutab H2O molekulide koordinatsiooni vibratsiooneuroopiumkompleksid võivad põhjustada luminestsentsi summutamist. Seetõttu tuleb sõrmejäljekuvari parema selektiivsuse ja tugeva kontrasti saavutamiseks teha jõupingutusi, et uurida, kuidas parandada ekraani termilist ja mehaanilist stabiilsust.euroopiumkompleksid.
2007. aastal oli Liu L-i uurimisrühm tutvustamise pioneereuroopiumesimest korda sõrmejälgede kuvamise valdkonda nii kodu- kui ka välismaal. Soolgeeli meetodil püütud väga fluorestseeruvaid ja valgusstabiilseid Eu3+ metalliioonide/sensibilisaatori komplekse saab kasutada potentsiaalsete sõrmejälgede tuvastamiseks erinevatel kohtuekspertiisi materjalidel, sealhulgas kuldfooliumil, klaasil, plastil, värvilisel paberil ja roheliste lehtede puhul. Uurimuslikud uuringud tutvustasid nende uute Eu3+/OP/TEOS nanokomposiitide valmistamisprotsessi, UV/Vis spektreid, fluorestsentsi omadusi ja sõrmejälgede märgistamise tulemusi.
2014. aastal tegid Seung Jin Ryu jt. moodustas esmalt heksahüdraadiga Eu3+ kompleksi ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2Oeuroopiumkloriid(EuCl3 · 6H2O) ja 1-10 fenantroliini (Phen). Ioonivahetusreaktsiooni kaudu vahekihtide naatriumiioonide jaeuroopiumsaadi kompleksioonid, interkaleeritud nanohübriidühendid (Eu (Phen) 2) 3+- sünteesitud liitiumseebikivi ja Eu (Phen) 2) 3+- looduslik montmorilloniit). UV-lambi ergastamisel lainepikkusel 312 nm ei säilita need kaks kompleksi mitte ainult iseloomulikke fotoluminestsentsnähtusi, vaid neil on ka suurem termiline, keemiline ja mehaaniline stabiilsus võrreldes puhaste Eu3+ kompleksidega. Kuid kustutatud lisandite ioonide puudumise tõttu nagu raud liitiumvoolukivi põhiosas, [Eu (Phen) 2] 3+- liitium voolukivil on parem luminestsentsi intensiivsus kui [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilloniidil ning sõrmejäljel on selgemad jooned ja tugevam kontrast taustaga. 2016. aastal tegid V Sharma jt. sünteesitud strontsiumaluminaadi (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nanofluorestseeruv pulber põlemismeetodil. Pulber sobib värskete ja vanade sõrmejälgede kuvamiseks läbilaskvatel ja mitteläbilaskvatel objektidel, nagu tavaline värviline paber, pakkepaber, alumiiniumfoolium ja optilised kettad. Sellel ei ole mitte ainult kõrge tundlikkus ja selektiivsus, vaid sellel on ka tugevad ja kauakestvad järelhõõgumisomadused. 2018. aastal Wang jt. valmistatud CaS nanoosakesed (ESM-CaS-NP), mis on legeeritudeuroopium, samariumja mangaan keskmise läbimõõduga 30 nm. Nanoosakesed kapseldati amfifiilsete ligandidega, mis võimaldas neil ühtlaselt vees dispergeerida, kaotamata fluorestsentsi efektiivsust; ESM-CaS-NP pinna kaasmodifitseerimine 1-dodetsüültiooli ja 11-merkaptoundekaanhappega (Arg-DT) / MUA@ESM-CaS NP-dega lahendas edukalt fluorestsentsi kustutamise probleemi vees ja osakeste agregatsiooni, mis oli põhjustatud osakeste hüdrolüüsist nanofluorestsentsis. pulber. Sellel fluorestseeruval pulbril ei jää mitte ainult võimalikud sõrmejäljed sellistele objektidele nagu alumiiniumfoolium, plast, klaas ja kõrge tundlikkusega keraamilised plaadid, vaid sellel on ka lai valik ergastavaid valgusallikaid ja see ei nõua sõrmejälgede kuvamiseks kulukaid kujutise eraldamise seadmeid. samal aastal sünteesis Wangi uurimisrühm rea kolmekomponenteeuroopiumkompleksid [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)], kasutades esimese ligandina orto-, meta- ja p-metüülbensoehapet ning teise ligandina ortofenantroliini, kasutades sadestamismeetodit. 245 nm ultraviolettkiirguse kiirguse korral võivad potentsiaalsed sõrmejäljed sellistel objektidel nagu plastik ja kaubamärgid selgelt kuvada. 2019. aastal tegid Sung Jun Park jt. sünteesitud YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) luminofoorid läbi solvotermilise meetodi, parandades tõhusalt potentsiaalset sõrmejälgede tuvastamist ja vähendades taustamustri häireid. 2020. aastal avaldasid Prabakaran jt. töötas välja fluorestseeruva Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) 3] · Cl3/D-dekstroosi komposiidi, kasutades lähteainena EuCl3 · 6H20. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Cl3 sünteesiti kasutades Phen ja 5,5' – DMBP kuuma lahusti meetodil ning seejärel Na [Eu (5,5 '- DMBP) (fen) 3] Na [Eu (5,50 DMBP) (fen) moodustamiseks kasutati eelkäijana Cl3 ja D-dekstroosi. Cl3 läbi adsorptsioonimeetodi. 3/D-dekstroosi kompleks. Katsete abil suudab komposiit 365 nm päikesevalguse või ultraviolettvalguse ergastamisel selgelt kuvada sõrmejälgi sellistel objektidel nagu plastpudelikorgid, klaasid ja Lõuna-Aafrika valuuta, millel on suurem kontrastsus ja stabiilsem fluorestsentsi jõudlus. 2021. aastal osalesid Dan Zhang jt. kavandas ja sünteesis edukalt uudse kuue sidumissaidiga heksanukleaarse Eu3+kompleksi Eu6 (PPA) 18CTP-TPY, millel on suurepärane fluorestsentsi termiline stabiilsus (<50 ℃) ja mida saab kasutada sõrmejälgede kuvamiseks. Selle sobiva külalisliigi kindlaksmääramiseks on aga vaja täiendavaid katseid. 2022. aastal on L Brini jt. sünteesis edukalt Eu: Y2Sn2O7 fluorestseeruvat pulbrit kaassadestamise meetodi ja edasise lihvimistöötluse abil, mis võib paljastada võimalikud sõrmejäljed puidust ja mitteläbilaskvatel objektidel. Samal aastal sünteesis Wangi uurimisrühm NaYF4: Yb, kasutades lahusti termilise sünteesi meetodit, Er@YVO4 Eu tuuma - kesta tüüpi nanofluorestsentsmaterjal, mis võib tekitada punast fluorestsentsi 254 nm ultraviolettkiirguse all ergastus ja erkroheline fluorestsents 980 nm lähi-infrapuna ergastuse all, saavutades külalise potentsiaalsete sõrmejälgede kaherežiimilise kuvamise. Võimalik sõrmejälgede ekraan sellistel objektidel nagu keraamilised plaadid, plastlehed, alumiiniumisulamid, RMB ja värviline kirjaplangipaber on kõrge tundlikkusega, selektiivsusega, kontrastsusega ja tugevasti talub taustahäireid.
4 Outlook
Viimastel aastatel on tehtud uuringuidharuldaste muldmetallide euroopiumkompleksid on äratanud palju tähelepanu tänu nende suurepärastele optilistele ja magnetilistele omadustele, nagu kõrge luminestsentsi intensiivsus, kõrge värvipuhtus, pikk fluorestsentsi eluiga, suured energia neeldumis- ja emissioonivahed ning kitsad neeldumispiigid. Haruldaste muldmetallide uuringute süvenedes levivad üha laiemalt nende rakendused erinevates valdkondades nagu valgustus ja kuvarid, bioteadused, põllumajandus, sõjandus, elektrooniline infotööstus, optiline infoedastus, fluorestsentsi võltsimise vastane võitlus, fluorestsentsi tuvastamine jne. Optilised omadusedeuroopiumkompleksid on suurepärased ja nende kasutusalad laienevad järk-järgult. Kuid nende termilise stabiilsuse, mehaaniliste omaduste ja töödeldavuse puudumine piirab nende praktilisi rakendusi. Praeguse uurimistöö vaatenurgast on optiliste omaduste rakendusuuringudeuroopiumkohtuekspertiisi valdkonna kompleksid peaksid peamiselt keskenduma optiliste omaduste parandamiseleeuroopiumkompleksid ja niiskes keskkonnas agregeeruvate fluorestseeruvate osakeste probleemide lahendamine, säilitades stabiilsuse ja luminestsentsi efektiivsuse.euroopiumkompleksid vesilahustes. Tänapäeval on ühiskonna ning teaduse ja tehnika areng seadnud uute materjalide ettevalmistamisele kõrgemaid nõudeid. Rakendusvajaduste täitmisel peaks see vastama ka mitmekesise disaini ja madalate kulude omadustele. Seetõttu täiendavad uuringudeuroopiumkompleksid on Hiina rikkalike haruldaste muldmetallide ressursside ning kriminaalse teaduse ja tehnoloogia arengu jaoks väga olulised.
Postitusaeg: 01.11.2023