Die papillären Muster an menschlichen Fingern bleiben in ihrer topologischen Struktur von Geburt an im Grunde unverändert und besitzen unterschiedliche Eigenschaften von Person zu Person, und die papillären Muster an jedem Finger derselben Person sind ebenfalls unterschiedlich. Das Papilla -Muster an den Fingern ist mit vielen Schweißporen geschnitten und verteilt. Der menschliche Körper sehnt kontinuierlich Wasserbasis Substanzen wie Schweiß und ölige Substanzen wie Öl aus. Diese Substanzen übertragen und werden das Objekt übertragen, wenn sie in Kontakt kommen, wodurch das Objekt Eindrücke bildet. Genau aufgrund der einzigartigen Merkmale von Handabzügen wie ihrer individuellen Spezifität, ihrer lebenslangen Stabilität und ihrer reflektierenden Natur von Berührungsmarken sind Fingerabdrücke seit der ersten Verwendung von Fingerabdrücken für die persönliche Identifizierung im späten 19. Jahrhundert zu einem anerkannten Symbol für kriminelle Untersuchungen und persönliche Identitätserkennung geworden.
Am Tatort, mit Ausnahme von dreidimensionalen und flachen Fingerabdrücken, ist die Auftrittsrate potenzieller Fingerabdrücke am höchsten. Mögliche Fingerabdrücke erfordern typischerweise eine visuelle Verarbeitung durch physikalische oder chemische Reaktionen. Zu den gängigen potenziellen Methoden zur Entwicklung von Fingerabdrücken gehören hauptsächlich optische Entwicklung, Pulverentwicklung und chemische Entwicklung. Unter ihnen wird die Pulverentwicklung aufgrund seines einfachen Betriebs und seiner niedrigen Kosten von Basiseinheiten bevorzugt. Die Einschränkungen der traditionellen Pulver -Basis -Fingerabdruckausstellung erfüllen jedoch nicht mehr den Bedürfnissen von kriminellen Technikern, wie den komplexen und vielfältigen Farben und Materialien des Objekts am Tatort und dem schlechten Kontrast zwischen dem Fingerabdruck und der Hintergrundfarbe. Die Größe, Form, Viskosität, das Zusammensetzungsverhältnis und die Leistung von Pulverpartikeln beeinflussen die Empfindlichkeit des Pulveraussehens; Die Selektivität herkömmlicher Pulver ist schlecht, insbesondere die verbesserte Adsorption von Nassobjekten auf dem Pulver, wodurch die Entwicklungsselektivität traditioneller Pulver stark reduziert wird. In den letzten Jahren haben kriminelle Wissenschafts- und Technologiepersonal kontinuierlich neue Materialien und Synthesemethoden untersucht, darunterSeltene ErdeLumineszenzmaterialien haben die Aufmerksamkeit des kriminellen Wissenschafts- und Technologiepersonals aufgrund ihrer einzigartigen Lumineszenzeigenschaften, hoher Kontrast, hoher Empfindlichkeit, hoher Selektivität und geringer Toxizität bei der Anwendung der Fingerabdruckausstellung auf sich gezogen. Die allmählich gefüllten 4F -Orbitale von Seltenerdelementen geben sie mit sehr reichhaltigem Energieniveau aus, und die Elektronenorbitale der 5S- und 5p -Schicht sind vollständig gefüllt. Die 4F -Schichtelektronen sind abgeschirmt, wodurch die 4F -Schichtelektronen eine eindeutige Bewegungsmodus verleihen. Daher weisen Seltenerdelemente eine hervorragende Photostabilität und chemische Stabilität auf, ohne die Einschränkungen häufig verwendeter organischer Farbstoffe zu überwinden. Zusätzlich,Seltene ErdeElemente haben im Vergleich zu anderen Elementen auch überlegene elektrische und magnetische Eigenschaften. Die einzigartigen optischen Eigenschaften vonSeltene ErdeIonen wie lange Fluoreszenzlebensdauer, viele enge Absorptions- und Emissionsbanden sowie große Energieabsorptions- und Emissionslücken haben in der damit verbundenen Forschungen an der Fingerabdruckausstellung weit verbreitete Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Unter zahlreichSeltene ErdeElemente,Europiumist das am häufigsten verwendete Lumineszenzmaterial. DeMarcay, der Entdecker vonEuropiumIm Jahr 1900 beschrieb er erstmals scharfe Linien im Absorptionsspektrum von EU3+in Lösung. 1909 beschrieb Urban die Cathodolumineszenz vonGD2O3: EU3+. Im Jahr 1920 veröffentlichte Prandtl erstmals die Absorptionsspektren von EU3+und bestätigten die Beobachtungen von de Mare. Das Absorptionsspektrum von EU3+ist in Abbildung 1 dargestellt. EU3+befindet sich normalerweise auf dem C2 -Orbital, um den Übergang von Elektronen von 5D0 bis 7F2 -Spiegeln zu erleichtern, wodurch die rote Fluoreszenz freigesetzt wird. EU3+kann einen Übergang von Grundzustandselektronen zum niedrigsten Energieniveau des angeregten Zustands innerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs erreichen. Unter der Anregung von Ultraviolettlicht zeigt EU3+eine starke rote Photolumineszenz. Diese Art von Photolumineszenz gilt nicht nur für EU3+-Ionen, die in Kristallsubstraten oder Brillen dotiert sind, sondern auch für Komplexe, die mit synthetisiert werdenEuropiumund organische Liganden. Diese Liganden können als Antennen dienen, um Anregungslumineszenz zu absorbieren und Anregungsenergie auf höhere Energieniveaus von EU3+-Ionen zu übertragen. Die wichtigste Anwendung vonEuropiumist das rote FluoreszenzpulverY2o3: EU3+(YOX) ist ein wichtiger Bestandteil von Fluoreszenzlampen. Die ultraviolette Licht, sondern auch durch Elektronenstrahl (Cathodolumineszenz), Röntgen-γ-Strahlung α oder β-Partikel, Elektrolumineszenz, Reibungs- oder mechanische Lumineszenz und Chemilumineszenzmethoden kann nicht nur durch ultraviolettes Licht erreicht werden. Aufgrund seiner reichen lumineszierenden Eigenschaften ist es eine weit verbreitete biologische Sonde in den Bereichen biomedizinischer oder biologischer Wissenschaften. In den letzten Jahren hat es auch das Forschungsinteresse des kriminellen Wissenschafts- und Technologiepersonals auf dem Gebiet der forensischen Wissenschaft geweckt, um die Grenzen der traditionellen Pulvermethode für die Anzeige von Fingerabdrücken durchzusetzen, und hat eine erhebliche Bedeutung für die Verbesserung des Kontrasts, der Sensibilität und der Selektivität der Fingerabdruckausstellung.
Abbildung 1 EU3+Absorptionsspektrogramm
1, Lumineszenzprinzip vonSeltenerde EuropiumKomplexe
Der Grundzustand und der angeregte Zustand elektronische Konfigurationen vonEuropiumIonen sind beide 4FN -Typ. Aufgrund der hervorragenden Abschirmung der S- und D -Orbitale um dieEuropiumIonen auf den 4F -Orbitalen, die FF -Übergänge vonEuropiumIonen weisen scharfe lineare Banden und relativ lange Fluoreszenzlebensdauer auf. Aufgrund der niedrigen Photolumineszenz -Effizienz von Europiumionen in den ultravioletten und sichtbaren Lichtregionen werden jedoch organische Liganden verwendet, um Komplexe mit zu bildenEuropiumIonen zur Verbesserung des Absorptionskoeffizienten der ultravioletten und sichtbaren Lichtregionen. Die Fluoreszenz emittiert vonEuropiumKomplexe haben nicht nur die einzigartigen Vorteile einer hohen Fluoreszenzintensität und einer hohen Fluoreszenzreinheit, sondern können auch durch die Verwendung der hohen Absorptionseffizienz organischer Verbindungen in den ultravioletten und sichtbaren Lichtregionen verbessert werden. Die Anregungsenergie für erforderlich fürEuropiumDie Ionenphotolumineszenz ist hoch der Mangel an niedriger Fluoreszenzeffizienz. Es gibt zwei Hauptprinzipien von Lumineszenz vonSeltenerde EuropiumKomplexe: Einer ist Photolumineszenz, der den Liganden von erfordertEuropiumKomplexe; Ein weiterer Aspekt ist, dass der Antenneneffekt die Empfindlichkeit von verbessern kannEuropiumIonenlumineszenz.
Nachdem der organische Ligand in derSeltene ErdeKomplexe Übergänge vom Grundzustand S0 zum aufgeregten Singulettstaat S1. Die Elektronen der angeregten Zustand sind instabil und kehren durch Strahlung in den Grundzustand S0 zurück, wodurch Energie für den Liganden freigesetzt wird, um die Fluoreszenz zu emittieren oder zeitweise durch nicht strahlende Mittel in seinen dreifachen angeregten Zustand T1 oder T2 zu springen. Dreifach angeregte Zustände füllen Energie durch Strahlung frei, um die Ligandenphosphoreszenz zu erzeugen oder Energie an zu übertragenMetall EuropiumIonen durch nicht strahlende intramolekulare Energieübertragung; Nachdem sie begeistert waren, wechseln Europium -Ionen vom Grundzustand zum angeregten Staat, undEuropiumIonen im angeregten Zustand übergehen zum niedrigen Energieniveau, kehren letztendlich in den Grundzustand zurück, füllen Energie frei und erzeugen Fluoreszenz. Daher durch Einführung geeigneter organischer Liganden zur Interaktion mitSeltene ErdeIonen und sensibilisieren zentrale Metallionen durch nicht strahlende Energieübertragung innerhalb von Molekülen, der Fluoreszenzeffekt von Seltenerdionen kann stark erhöht werden und die Erfordernis nach externer Anregungsenergie kann verringert werden. Dieses Phänomen ist als Antenneneffekt von Liganden bekannt. Das Energieniveau -Diagramm der Energieübertragung in EU3+-Komplexen ist in Abbildung 2 dargestellt.
Im Prozess der Energieübertragung vom Triplett -angeregten Zustand zu EU3+muss der Energieniveau des angeregten Liganden -Triplett -angeregten Zustands höher sein als oder im Einklang mit dem Energieniveau des EU3+angeregten Zustands. Wenn der Triplett -Energieniveau des Liganden jedoch viel größer ist als die Energie des niedrigsten angeregten Zustands von EU3+, wird auch die Energieübertragungseffizienz stark reduziert. Wenn der Unterschied zwischen dem Triplettzustand des Liganden und dem niedrigsten angeregten Zustand von EU3+gering ist, wird die Fluoreszenzintensität aufgrund des Einflusses der thermischen Deaktivierungsrate des Triplettszustands des Liganden schwächer. β-Diketon-Komplexe haben die Vorteile eines starken UV-Absorptionskoeffizienten, starke Koordinationsfähigkeit, effizienter Energieübertragung mitSeltene Erdes und kann sowohl in festen als auch in flüssigen Formen existieren, was sie zu einem der am häufigsten verwendeten Liganden in machtSeltene ErdeKomplexe.
Abbildung 2 Energieniveau -Diagramm des Energieübertragers im EU3+-Komplex
2. Synthesismethode vonSeltenerde EuropiumKomplexe
2.1 Metemtemperatur-Festkörper-Synthese-Methode
Die Hochtemperatur-Festkörpermethode ist eine häufig verwendete Methode zur VorbereitungSeltene ErdeLumineszenzmaterialien und es wird auch in der industriellen Produktion häufig eingesetzt. Die Hochtemperatur-Festkörpersynthesemethode ist die Reaktion von Grenzflächen mit festen Materie unter hohen Temperaturbedingungen (800-1500 ℃), um neue Verbindungen durch Diffusion oder Transport von festen Atomen oder Ionen zu erzeugen. Die Hochtemperatur-Festphasenmethode wird zur Herstellung verwendetSeltene ErdeKomplexe. Erstens werden die Reaktanten in einem bestimmten Verhältnis gemischt, und es wird einem Mörtel ein angemessenes Flussmengen hinzugefügt, um ein einheitliches Mischen zu gewährleisten. Anschließend werden die Bodenreaktanten zur Kalzinierung in einen Hochtemperaturofen gegeben. Während des Kalzinierungsprozesses können Oxidation, Reduktion oder Inertgase gemäß den Bedürfnissen des experimentellen Prozesses gefüllt werden. Nach einer Hochtemperatur-Kalzinierung wird eine Matrix mit einer bestimmten Kristallstruktur gebildet, und der Aktivator Seltenerdionen wird zu einem leuchtenden Zentrum hinzugefügt. Der kalzinierte Komplex muss Kühlung, Spülen, Trocknen, Neumahlen, Kalzinierung und Screening bei Raumtemperatur unterzogen werden, um das Produkt zu erhalten. Im Allgemeinen sind mehrere Schleifungs- und Kalzinierungsprozesse erforderlich. Mehrfaches Schleifen kann die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigen und die Reaktion vollständiger machen. Dies liegt daran, dass der Schleifprozess den Kontaktbereich der Reaktanten erhöht und die Diffusions- und Transportgeschwindigkeit von Ionen und Molekülen bei den Reaktanten erheblich verbessert und damit die Reaktionseffizienz verbessert. Unterschiedliche Kalzinzeiten und Temperaturen haben jedoch einen Einfluss auf die Struktur der gebildeten Kristallmatrix.
Die Hochtemperatur-Festkörpermethode hat die Vorteile eines einfachen Prozessbetriebs, kostengünstigen Kosten und dem kurzen Zeitverbrauch, was es zu einer ausgereiften Vorbereitungstechnologie macht. Die Hauptnachteile der Hochtemperatur-Festkörpermethode sind jedoch: Erstens ist die erforderliche Reaktionstemperatur zu hoch, die hohe Ausrüstung und Instrumente erfordert, hohe Energie verbraucht und die Kristallmorphologie schwer zu kontrollieren ist. Die Produktmorphologie ist ungleichmäßig und führt sogar dazu, dass der Kristallzustand beschädigt wird, was die Lumineszenzleistung beeinflusst. Zweitens erschwert das unzureichende Schleifen es den Reaktanten schwierig, sich gleichmäßig zu mischen, und die Kristallpartikel sind relativ groß. Aufgrund des manuellen oder mechanischen Mahlens werden Unreinheiten zwangsläufig gemischt, um die Lumineszenz zu beeinflussen, was zu einer geringen Produktreinheit führt. Das dritte Problem ist eine ungleichmäßige Beschichtungsanwendung und eine schlechte Dichte während des Bewerbungsprozesses. Lai et al. synthetisierten eine Reihe von SR5 (PO4) 3Cl-einphasigem polychromatischen Fluoreszenzpulver mit EU3+und TB3+unter Verwendung der herkömmlichen Hochtemperatur-Feststoff-Zustand-Methode. Unter der Anregung von nahezu Ultraviolet kann das fluoreszierende Pulver die Lumineszenzfarbe des Phosphors von der blauen Region auf die grüne Region gemäß der Dotierungskonzentration einstellen und die Defekte des geringen Farbwiederherstellungsindex und der hohen Farbtemperatur in weißen Lichtdioden verbessern. Hoher Energieverbrauch ist das Hauptproblem bei der Synthese von fluoreszierenden Pulver auf Borophosphatbasis durch Hochtemperatur-Festkörpermethode. Derzeit sind immer mehr Wissenschaftler für die Entwicklung und Suche nach geeigneten Matrizen verpflichtet, um das Problem mit hohem Energieverbrauch der Hochtemperatur-Festkörpermethode zu lösen. Im Jahr 2015 haben Hasegawa et al. Abschließend die Lowperature-Festkörpervorbereitung der LI2NABP2O8 (LNBP) -Pase mit der P1-Raumgruppe des Triklin-Systems zum ersten Mal abgeschlossen. Im Jahr 2020 haben Zhu et al. berichteten über einen Low-Temperatur-Solid-State-Synthese-Weg für einen neuartigen Li2NABP2O8: EU3+(LNBP: EU) -Phosphor, der einen niedrigen Energieverbrauch und eine kostengünstige Synthese-Route für anorganische Phosphoren untersucht.
2.2 CO -Niederschlagsmethode
Die CO -Niederschlagsmethode ist auch eine häufig verwendete „weichchemische“ Synthesemethode zur Herstellung anorganischer Seltenerdlumineszenzmaterialien. Bei der CO -Ausfälligkeitsmethode wird der Reaktanten ein Ausfällen hinzufügen, der mit den Kationen in jedem Reaktanten reagiert, um einen Niederschlag zu bilden oder den Reaktanten unter bestimmten Bedingungen zu hydrolyzieren, um Oxide, Hydroxide, unlösliche Salze usw. zu bilden, usw. Das Zielprodukt wird durch Filtration, Waschen, Trocknen und andere Prozesse erhalten. Die Vorteile der CO -Niederschlagsmethode sind einfacher Betrieb, kurzen Zeitverbrauch, geringem Energieverbrauch und Reinheit mit hohem Produkt. Sein wichtigster Vorteil ist, dass seine kleine Partikelgröße direkt Nanokristalle erzeugen kann. Die Nachteile der CO -Niederschlagsmethode sind: Erstens ist das erhaltene Produktaggregationsphänomen schwerwiegend, was die Lumineszenzleistung des Fluoreszenzmaterials beeinflusst. Zweitens ist die Form des Produkts unklar und schwer zu kontrollieren. Drittens gibt es bestimmte Anforderungen an die Auswahl der Rohstoffe, und die Niederschlagsbedingungen zwischen jedem Reaktanten sollten so ähnlich oder identisch wie möglich sein, was für die Anwendung mehrerer Systemkomponenten nicht geeignet ist. K. Petcharoen et al. synthetisierte kugelförmige Magnetit -Nanopartikel unter Verwendung von Ammoniumhydroxid als Niederschlagsmethode für die Ausfällung und chemischer CO. Essigsäure und Ölsäure wurden während des anfänglichen Kristallisationsstadiums als Beschichtungsmittel eingeführt, und die Größe der Magnetit-Nanopartikel wurde im Bereich von 1 bis 40 nm durch Änderung der Temperatur kontrolliert. Die gut dispergierten Magnetit -Nanopartikel in wässriger Lösung wurden durch Oberflächenmodifikation erhalten, wodurch das Agglomerationsphänomen von Partikeln in der CO -Niederschlagsmethode verbessert wurde. Kee et al. verglichen die Auswirkungen der hydrothermalen Methode und der CO-Ausfällung auf die Form, Struktur und Partikelgröße von EU-CSH. Sie wiesen darauf hin, dass die hydrothermale Methode Nanopartikel erzeugt, während die CO -Niederschlagsmethode submikron -prismatische Partikel erzeugt. Im Vergleich zur CO-Niederschlagsmethode weist die hydrothermale Methode eine höhere Kristallinität und eine bessere Photolumineszenzintensität bei der Herstellung von EU-CSH-Pulver auf. JK Han et al. entwickelten eine neuartige CO-Niederschlagsmethode unter Verwendung eines nicht wässrigen Lösungsmittels N, N-Dimethylformamid (DMF), um (BA1-XSRX) 2SIO4: EU2-Phosphoren mit schmaler Größenverteilung und hoher Quanteneffizienz in der Nähe kugelförmiger Nano-OR-Submikrongrößenpartikel herzustellen. DMF kann die Polymerisationsreaktionen reduzieren und die Reaktionsrate während des Niederschlagsprozesses verlangsamen, wodurch die Partikelaggregation vorbeugt.
2.3 Hydrothermal/Lösungsmittel -Wärmelyntheseverfahren
Die hydrothermale Methode begann Mitte des 19. Jahrhunderts, als Geologen die natürliche Mineralisierung simulierten. Im frühen 20. Jahrhundert reifte die Theorie allmählich und ist derzeit eine der vielversprechendsten Methoden zur Chemie von Lösungen. 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 Molekulare Gruppen diffundieren zur Rekristallisation auf niedrige Temperatur. Die Temperatur, der pH -Wert, die Reaktionszeit, die Konzentration und die Art von Vorläufer während des Hydrolyseprozesses beeinflussen die Reaktionsgeschwindigkeit, das Kristallaussehen, die Form, die Struktur und die Wachstumsrate in variierenden Grad. Eine Temperaturanstieg beschleunigt nicht nur die Auflösung von Rohstoffen, sondern erhöht auch die wirksame Kollision von Molekülen, um die Kristallbildung zu fördern. Die unterschiedlichen Wachstumsraten jeder Kristallebene in pH -Kristallen sind die Hauptfaktoren, die die Kristallphase, Größe und Morphologie beeinflussen. Die Reaktionszeit beeinflusst auch das Kristallwachstum und je länger die Zeit, desto günstiger ist es für das Kristallwachstum.
Die Vorteile der hydrothermalen Methode zeigen sich hauptsächlich in: Erstens: Erstens hohe Kristallreinheit, keine Verschmutzung der Verunreinigungen, enge Partikelgrößenverteilung, hohe Ausbeute und vielfältige Produktmorphologie; Der zweite ist, dass der Betriebsprozess einfach ist, die Kosten niedrig sind und der Energieverbrauch gering ist. Die meisten Reaktionen werden in mittleren bis niedrigen Temperaturumgebungen durchgeführt, und die Reaktionsbedingungen sind leicht zu kontrollieren. Der Anwendungsbereich ist breit und kann die Vorbereitungsanforderungen verschiedener Materialformen erfüllen. Drittens ist der Druck der Umweltverschmutzung niedrig und relativ freundlich gegenüber der Gesundheit der Betreiber. Seine Hauptnachteile sind, dass der Vorläufer der Reaktion leicht von Umwelt -pH, Temperatur und Zeit beeinflusst wird und das Produkt einen niedrigen Sauerstoffgehalt aufweist.
Die Solvothermalmethode verwendet organische Lösungsmittel als Reaktionsmedium, wodurch die Anwendbarkeit von hydrothermalen Methoden weiter erweitert wird. Aufgrund der signifikanten Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften zwischen organischen Lösungsmitteln und Wasser ist der Reaktionsmechanismus komplexer und das Aussehen, die Struktur und die Größe des Produkts sind vielfältiger. Nallappan et al. Synthetisierte MOOX -Kristalle mit unterschiedlichen Morphologien von Blech zu Nanorod, indem die Reaktionszeit der hydrothermalen Methode unter Verwendung von Natrium -Dialkylsulfat als Kristallleitungsmittel steuert. Dianwen Hu et al. synthetisierte Verbundwerkstoffe basierend auf Polyoxymolybddenum-Kobalt (COPMA) und UIO-67 oder enthaltende Bipyridylgruppen (UIO-BPY) unter Verwendung der Solvothermalmethode durch Optimierung der Synthesebedingungen.
2.4 Sol -Gel -Methode
Die SOL -Gel -Methode ist eine traditionelle chemische Methode zur Herstellung anorganischer funktioneller Materialien, die bei der Herstellung von Metallnanomaterialien häufig verwendet wird. Im Jahr 1846 verwendeten Elbelmen diese Methode zum ersten Mal, um SiO2 vorzubereiten, aber seine Verwendung war noch nicht ausgereift. Die Vorbereitungsmethode besteht hauptsächlich darin, den Ionenaktivator für Seltenerd in der anfänglichen Reaktionslösung hinzuzufügen, um das Lösungsmittel zu verwandeln, um Gel herzustellen, und das vorbereitete Gel erhält das Zielprodukt nach der Temperaturbehandlung. Der von der Sol -Gel -Methode erzeugte Phosphor weist eine gute Morphologie und strukturelle Eigenschaften auf, und das Produkt hat eine geringe einheitliche Partikelgröße, aber seine Leuchtkraft muss verbessert werden. Der Vorbereitungsprozess der Sol-Gel-Methode ist einfach und einfach zu bedienen, die Reaktionstemperatur ist niedrig und die Sicherheitsleistung hoch, aber die Zeit ist lang und die Menge jeder Behandlung begrenzt. Gaponenko et al. Herstellende amorphe Batio3/SiO2-Mehrschichtstruktur durch Zentrifugation und Wärmebehandlung Sol-Gel-Methode mit guter Transmissfähigkeit und Brechungsindex und wies darauf hin, dass der Brechungsindex des Batio3-Films mit zunehmender Sol-Konzentration zunimmt. Im Jahr 2007 erfasste die Forschungsgruppe von Liu L den hochfluoreszierenden und leichten stabilen EU3+-Metall -Ionen/-sensitizer -Komplex in Nanokompositen auf Silica -Basis und dotiertem Trockengel unter Verwendung der Sol -Gel -Methode erfolgreich. In mehreren Kombinationen verschiedener Derivate von Seltenen erdempfindlich und silica-nanoporöser Vorlagen bietet die Verwendung von 1,10-Phenanthrolin (OP) -sensibilisator in Tetraethoxysilan (TEOS) die beste fluoreszenz dotierte trockene Gel, um die Spectral-Eigenschaften von Eu3+zu testen.
2.5 Methode der Mikrowellensynthese
Die Mikrowellensynthesemethode ist eine neue grün- und pademische chemische Synthesemethode im Vergleich zur Hochtemperatur-Festkörpermethode, die in der Materialsynthese häufig verwendet wird, insbesondere im Bereich der Nanomaterial-Synthese, die eine gute Entwicklungsimpuls zeigt. Die Mikrowelle ist eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge zwischen 1nn und 1m. Die Mikrowellenmethode ist der Prozess, bei dem mikroskopische Partikel innerhalb des Ausgangsmaterials unter dem Einfluss der externen elektromagnetischen Feldstärke Polarisation unterzogen werden. Wenn sich die Richtung der mikrowellen elektrischen Feld ändert, ändern sich die Bewegung und Anordnung der Dipole kontinuierlich. Die Hystereseantwort der Dipole sowie die Umwandlung ihrer eigenen thermischen Energie ohne Kollisions-, Reibungs- und dielektrische Verlust zwischen Atomen und Molekülen erreicht den Erwärmungseffekt. Aufgrund der Tatsache, dass Mikrowellenerwärmung das gesamte Reaktionssystem gleichmäßig erwärmen und schnell Energie leiten kann, wodurch der Fortschritt organischer Reaktionen im Vergleich zu herkömmlichen Präparationsmethoden fördert, hat die Mikrowellensynthesemethode die Vorteile der schnellen Reaktionsgeschwindigkeit, der grünen Sicherheit, der kleinen und gleichmäßigen Materialteilchengröße und der Purität in der Höhe. Die meisten Berichte verwenden derzeit Mikrowellenabsorber wie Kohlenstoffpulver, Fe3O4 und MNO2, um indirekt Wärme für die Reaktion zu liefern. Substanzen, die leicht von Mikrowellen absorbiert werden und die Reaktanten selbst aktivieren können, müssen weiter untersucht werden. Liu et al. kombinierte die CO -Niederschlagsmethode mit der Mikrowellenmethode, um den reinen Spinel LIMN2O4 mit poröser Morphologie und guten Eigenschaften zu synthetisieren.
2.6 Verbrennungsmethode
Die Verbrennungsmethode basiert auf herkömmlichen Heizmethoden, die die Verbrennung von organischen Substanz verwenden, um das Zielprodukt zu erzeugen, nachdem die Lösung zur Trockenheit verdampft wurde. Das durch die Verbrennung der organische Substanz erzeugte Gas kann das Auftreten von Agglomeration wirksam verlangsamen. Im Vergleich zur Festkörperheizmethode reduziert es den Energieverbrauch und ist für Produkte mit geringer Reaktionstemperaturanforderungen geeignet. Der Reaktionsprozess erfordert jedoch die Zugabe von organischen Verbindungen, wodurch die Kosten erhöht werden. Diese Methode hat eine kleine Verarbeitungskapazität und ist nicht für die industrielle Produktion geeignet. Das durch Verbrennungsmethode erzeugte Produkt hat eine kleine und gleichmäßige Partikelgröße, aber aufgrund des kurzen Reaktionsprozesses kann es unvollständige Kristalle geben, die die Lumineszenzleistung der Kristalle beeinflussen. Anning et al. Verwendete LA2O3, B2O3 und MG als Ausgangsmaterialien und verwendet salz unterstützte Verbrennungssynthese, um in kurzer Zeit LAB6 -Pulver in Chargen zu produzieren.
3. Anwendung vonSeltenerde EuropiumKomplexe in der Fingerabdruckentwicklung
Die Pulver -Anzeigemethode ist eine der klassischsten und traditionellsten Fingerabdruckmethoden. Gegenwärtig können die Pulver, die Fingerabdrücke zeigen, in drei Kategorien unterteilt werden: traditionelle Pulver wie magnetische Pulver aus feinem Eisenpulver und Kohlenstoffpulver; Metallpulver wie Goldpulver,Silberpulverund andere Metallpulver mit einer Netzwerkstruktur; Fluoreszenzpulver. Traditionelle Pulver haben jedoch häufig große Schwierigkeiten, Fingerabdrücke oder alte Fingerabdrücke auf komplexen Hintergrundobjekten anzuzeigen, und wirken sich einen gewissen toxischen Einfluss auf die Gesundheit der Benutzer. In den letzten Jahren haben kriminelle Wissenschafts- und Technologiepersonal die Anwendung von Nano -Fluoreszenzmaterialien für die Ausstellung von Fingerabdrücken zunehmend bevorzugt. Aufgrund der einzigartigen Lumineszenzeigenschaften von EU3+und der weit verbreiteten Anwendung vonSeltene ErdeSubstanzen,Seltenerde EuropiumKomplexe sind nicht nur zu einem Forschungs -Hotspot im Bereich der forensischen Wissenschaft geworden, sondern bieten auch breitere Forschungsideen für die Ausstellung von Fingerabdrücken. EU3+in Flüssigkeiten oder Feststoffen hat jedoch eine schlechte leichte Absorptionsleistung und muss mit Liganden kombiniert werden, um Licht zu sensibilisieren und zu emittieren, sodass EU3+stärkere und anhaltendere Fluoreszenzeigenschaften aufweist. Derzeit umfassen die häufig verwendeten Liganden hauptsächlich β-Diketone, Carboxysäuren und Carboxylatsalze, organische Polymere, supramolekulare Makrocyclen usw. mit eingehender Forschung und Anwendung vonSeltenerde EuropiumKomplexe, so wurde festgestellt, dass in feuchten Umgebungen die Vibration der Koordination H2O -Moleküle inEuropiumKomplexe können Lumineszenzlöschen verursachen. Um eine bessere Selektivität und einen starken Kontrast in der Fingerabdruckausstellung zu erzielen, müssen daher Anstrengungen unternommen werden, um zu untersuchenEuropiumKomplexe.
Im Jahr 2007 war die Forschungsgruppe von Liu L der Pionier der EinführungEuropiumKomplexe in das Feld der Fingerabdruckausstellung zum ersten Mal im In- und Ausland. Die mit der Sol -Gel -Methode erfassten hochfluoreszierenden und leichten stabilen EU3+-Metall -Ionen-/Empfindungskomplexe können zur potenziellen Fingerabdruckerkennung an verschiedenen forensisch verwandten Materialien verwendet werden, einschließlich Goldfolie, Glas, Kunststoff, farbigem Papier und grünen Blättern. Die explorative Forschung führte den Herstellungsprozess, die UV/VIS -Spektren, die Fluoreszenzeigenschaften und die Ergebnisse der Fingerabdruckmarkierung dieser neuen EU3+/OP/TEOS -Nanokompositen ein.
Im Jahr 2014 haben Seung Jin Ryu et al. zuerst einen EU3+-Komplex ([EUCL2 (PHEN) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) durch Hexahydrat gebildetEuropiumchlorid(EUCL3 · 6H2O) und 1-10 Phenanthrolin (PHEN). Durch die Ionenaustauschreaktion zwischen Zwischenschicht -Natriumionen undEuropiumKomplexe Ionen, interkalierte Nano-Hybridverbindungen (EU (Phen) 2) 3+- synthetisierte Lithium-Seifenstein und EU (Phän) 2) 3+- natürliches Montmorillonit). Bei der Anregung einer UV-Lampe bei einer Wellenlänge von 312 nm haben die beiden Komplexe nicht nur charakteristische Phänomene der Photolumineszenz, sondern auch eine höhere thermische, chemische und mechanische Stabilität im Vergleich zu reinen EU3+-Komplexen. hat eine bessere Lumineszenzintensität als [EU (PHEN) 2] 3+- Montmorillonit, und der Fingerabdruck zeigt klarere Linien und einen stärkeren Kontrast zum Hintergrund. Im Jahr 2016 haben V Sharma et al. Synthetisierte Strontiumaluminat (SRAL2O4: EU2+, DY3+) Nano -Fluoreszenzpulver unter Verwendung der Verbrennungsmethode. Das Pulver eignet sich für die Anzeige frischer und alter Fingerabdrücke an durchlässigen und nicht durchlässigen Objekten wie gewöhnlichem farbigem Papier, Verpackungspapier, Aluminiumfolie und optischen Scheiben. Es weist nicht nur eine hohe Empfindlichkeit und Selektivität auf, sondern hat auch starke und langlebige Nachglühen. Im Jahr 2018 haben Wang et al. vorbereitete CAS-Nanopartikel (ESM-Cas-NP) dotiert mitEuropium, Samariumund Mangan mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 30 nm. Die Nanopartikel wurden mit amphiphilen Liganden eingekapselt, sodass sie gleichmäßig in Wasser verteilt werden, ohne ihre Fluoreszenz -Effizienz zu verlieren. Die CO-Modifikation der ESM-Cas-NP-Oberfläche mit 1-dodecylthiol und 11-mercaptoundecansäure (arg-dt)/ mua@ESM-Cas-NPs löste das Problem des Fluoreszenzlöschens in Wasser- und Partikelaggregation erfolgreich durch die Partikelhydrolyse in the-nanofluoreszierende Pulver. Dieses fluoreszierende Pulver weist nicht nur potenzielle Fingerabdrücke an Objekten wie Aluminiumfolie, Kunststoff, Glas und Keramikfliesen mit hoher Empfindlichkeit auf, sondern weist auch eine breite Palette von Anregungslichtquellen auf und erfordert keine teure Bildextraktionsausrüstung, um Fingerabdrücke im selben Jahr zu zeigen, wangs Forschungsgruppe synthetisiert eine Reihe einer Reihe von Ternary of Ternary von Ternary von Ternary von Ternary.EuropiumKomplexe [EU (M-MA) 3 (O-Phen)] unter Verwendung von Ortho, Meta und P-Methylbenzoesäure als erster Ligand und Ortho Phenanthrolin als zweiter Ligand unter Verwendung von Niederschlagsmethoden. Unter 245 nm ultraviolettem Lichtbestrahlung könnten potenzielle Fingerabdrücke von Objekten wie Kunststoffen und Marken deutlich angezeigt werden. Im Jahr 2019 sungen Jun Park et al. Synthetisierte YBO3: LN3+(LN = EU, TB) Phosphoren durch solvothermale Methode, wodurch die Erkennung der potenziellen Fingerabdruck effektiv verbessert und die Interferenz des Hintergrundmusters reduziert wird. Im Jahr 2020 haben Prabakaran et al. entwickelten einen fluoreszierenden Na [EU (5,50 DMBP) (PHEN) 3] · Cl3/D-Dextrose-Verbundstoff unter Verwendung von EUCL3 · 6H20 als Vorläufer. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 was synthesized using Phen and 5,5′ – DMBP through a hot solvent method, and then Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 and D-Dextrose were used as the precursor to form Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 through adsorption Methode. 3/D-Dextrose-Komplex. Durch Experimente kann der Verbund eindeutig Fingerabdrücke an Objekten wie Plastikflaschenkappen, Brille und südafrikanischer Währung unter der Anregung von 365 nm Sonnenlicht oder ultraviolettem Licht mit höherem Kontrast und einer stabileren Fluoreszenzleistung anzeigen. Im Jahr 2021 haben Dan Zhang et al. erfolgreich entworfen und synthetisierte eine neuartige hexanukleäre EU3+-Komplex-EU6 (PPA) 18CTP-TPY mit sechs Bindungsstellen, die eine hervorragende thermische Stabilität der Fluoreszenz aufweist (<50 ℃) und für die Fingerabdruckausstellung verwendet werden können. Weitere Experimente sind jedoch erforderlich, um die geeigneten Gastarten zu bestimmen. Im Jahr 2022 haben L Brini et al. erfolgreich synthetisierte EU: Y2SN2O7-Fluoreszenzpulver durch CO-Niederschlagsmethode und weitere Schleifbehandlung, die potenzielle Fingerabdrücke auf Holz- und undurchlässigen Objekten aufzeigen kann Ultraviolette Anregung und hellgrüne Fluoreszenz unter 980 nm nahe Infrarotanregung und Erreichung der Doppelmodus-Anzeige potenzieller Fingerabdrücke beim Gast. Das potenzielle Fingerabdruck -Display an Objekten wie Keramikfliesen, Kunststoffblättern, Aluminiumlegierungen, RMB und farbigem Buchstabenkopfpapier zeigt eine hohe Empfindlichkeit, Selektivität, Kontrast und starke Widerstand gegen Hintergrundinterferenzen.
4 Ausblick
In den letzten Jahren die Forschung zuSeltenerde EuropiumDie Komplexe haben dank ihrer hervorragenden optischen und magnetischen Eigenschaften wie hoher Lumineszenzintensität, hoher Farbreinheit, langer Fluoreszenzlebensdauer, großer Energieabsorption und Emissionslücken und schmalen Absorptionsspitzen viel Aufmerksamkeit erregt. Mit der Vertiefung der Forschung in Seltenen erdmaterialien sind ihre Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Beleuchtung und Anzeige, Bioscience, Landwirtschaft, militärische, elektronische Informationsindustrie, optische Informationsübertragung, Fluoreszenz-Anti-Counterfiting, Fluoreszenzerkennung usw. zunehmend weit verbreitet. Die optischen Eigenschaften vonEuropiumKomplexe sind ausgezeichnet und ihre Anwendungsfelder wachsen allmählich aus. Ihr Mangel an thermischer Stabilität, mechanische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit wird jedoch ihre praktischen Anwendungen einschränken. Aus der aktuellen Sicht der Forschung die Anwendungsforschung der optischen Eigenschaften vonEuropiumKomplexe im Bereich der forensischen Wissenschaft sollten sich hauptsächlich auf die Verbesserung der optischen Eigenschaften von konzentrierenEuropiumKomplexe und Lösung der Probleme von fluoreszierenden Partikeln, die für die Aggregation in feuchten Umgebungen anfällig sind und die Stabilität und die Lumineszenz -Effizienz von erhaltenEuropiumKomplexe in wässrigen Lösungen. Heutzutage hat der Fortschritt der Gesellschaft und der Wissenschaft und der Technologie höhere Anforderungen für die Erstellung neuer Materialien vorgestellt. Während er dem Anforderungen der Anwendungen erfüllt, sollte es auch den Merkmalen diversifizierter Design und niedrigen Kosten entsprechen. Daher weitere Forschung zuEuropiumKomplexe sind von großer Bedeutung für die Entwicklung der reichen Ressourcen der Seltenen Erdkind Chinas und der Entwicklung von kriminellen Wissenschaft und Technologie.
Postzeit: November-01-2023