Corak papilari pada jari manusia pada asasnya kekal tidak berubah dalam struktur topologi mereka sejak lahir, mempunyai ciri-ciri yang berbeza dari orang ke orang, dan corak papilari pada setiap jari orang yang sama juga berbeza. Corak papilla pada jari bergerigi dan diedarkan dengan banyak liang peluh. Tubuh manusia secara berterusan merembeskan bahan berasaskan air seperti peluh dan bahan berminyak seperti minyak. Bahan-bahan ini akan memindahkan dan memendap pada objek apabila ia bersentuhan, membentuk kesan pada objek. Justru kerana ciri unik cetakan tangan, seperti kekhususan individu, kestabilan sepanjang hayat, dan sifat reflektif bagi tanda sentuh, cap jari telah menjadi simbol penyiasatan jenayah dan pengenalan identiti peribadi yang diiktiraf sejak penggunaan pertama cap jari untuk pengenalan peribadi. pada akhir abad ke-19.
Di tempat kejadian, kecuali cap jari berwarna tiga dimensi dan rata, kadar kejadian cap jari berpotensi adalah yang tertinggi. Cap jari yang berpotensi biasanya memerlukan pemprosesan visual melalui tindak balas fizikal atau kimia. Kaedah pembangunan cap jari berpotensi biasa terutamanya termasuk pembangunan optik, pembangunan serbuk, dan pembangunan kimia. Antaranya, pembangunan serbuk digemari oleh unit akar umbi kerana operasinya yang mudah dan kos yang rendah. Walau bagaimanapun, batasan paparan cap jari berasaskan serbuk tradisional tidak lagi memenuhi keperluan juruteknik jenayah, seperti warna dan bahan yang kompleks dan pelbagai objek di tempat kejadian, dan kontras yang lemah antara cap jari dan warna latar belakang; Saiz, bentuk, kelikatan, nisbah komposisi, dan prestasi zarah serbuk mempengaruhi kepekaan rupa serbuk; Selektiviti serbuk tradisional adalah lemah, terutamanya penjerapan dipertingkatkan objek basah pada serbuk, yang sangat mengurangkan selektiviti pembangunan serbuk tradisional. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kakitangan sains dan teknologi jenayah telah terus menyelidik bahan baharu dan kaedah sintesis, antaranyanadir bumibahan bercahaya telah menarik perhatian kakitangan sains dan teknologi jenayah kerana sifat bercahaya mereka yang unik, kontras tinggi, kepekaan tinggi, selektiviti tinggi, dan ketoksikan yang rendah dalam penggunaan paparan cap jari. Orbital 4f unsur nadir bumi yang diisi secara beransur-ansur memberikan mereka tahap tenaga yang sangat kaya, dan orbital elektron lapisan 5s dan 5P unsur nadir bumi terisi sepenuhnya. Elektron lapisan 4f dilindungi, memberikan elektron lapisan 4f mod pergerakan yang unik. Oleh itu, unsur nadir bumi mempamerkan kestabilan foto dan kestabilan kimia yang sangat baik tanpa pelunturan foto, mengatasi batasan pewarna organik yang biasa digunakan. Selain itu,nadir bumiunsur juga mempunyai sifat elektrik dan magnet yang unggul berbanding unsur lain. Sifat optik unik baginadir bumiion, seperti jangka hayat pendarfluor yang panjang, banyak jalur penyerapan dan pelepasan yang sempit, dan jurang penyerapan dan pelepasan tenaga yang besar, telah menarik perhatian meluas dalam penyelidikan berkaitan paparan cap jari.
Di antara banyaknadir bumielemen,europiumadalah bahan bercahaya yang paling biasa digunakan. Demarcay, penemueuropiumpada tahun 1900, pertama kali menerangkan garis tajam dalam spektrum penyerapan larutan Eu3+. Pada tahun 1909, Urban menggambarkan katodoluminesensi bagiGd2O3: Eu3+. Pada tahun 1920, Prandtl mula-mula menerbitkan spektrum penyerapan Eu3+, mengesahkan pemerhatian De Mare. Spektrum serapan Eu3+ ditunjukkan dalam Rajah 1. Eu3+ biasanya terletak pada orbital C2 untuk memudahkan peralihan elektron daripada tahap 5D0 ke 7F2, dengan itu melepaskan pendarfluor merah. Eu3+ boleh mencapai peralihan daripada elektron keadaan tanah kepada tahap tenaga keadaan teruja terendah dalam julat panjang gelombang cahaya yang boleh dilihat. Di bawah pengujaan cahaya ultraviolet, Eu3+ mempamerkan photoluminescence merah yang kuat. Jenis photoluminescence ini bukan sahaja digunakan untuk ion Eu3+ yang didop dalam substrat kristal atau gelas, tetapi juga untuk kompleks yang disintesis denganeuropiumdan ligan organik. Ligan ini boleh berfungsi sebagai antena untuk menyerap luminescence pengujaan dan memindahkan tenaga pengujaan ke tahap tenaga yang lebih tinggi bagi ion Eu3+. Aplikasi terpenting bagieuropiumialah serbuk pendarfluor merahY2O3: Eu3+(YOX) ialah komponen penting lampu pendarfluor. Pengujaan cahaya merah Eu3+ boleh dicapai bukan sahaja oleh cahaya ultraungu, tetapi juga oleh pancaran elektron (cathodoluminescence), X-ray γ Radiation α atau β Zarah, electroluminescence, luminescence geseran atau mekanikal, dan kaedah chemiluminescence. Disebabkan sifat pendarfluornya yang kaya, ia merupakan probe biologi yang digunakan secara meluas dalam bidang sains bioperubatan atau biologi. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia juga telah membangkitkan minat penyelidikan kakitangan sains dan teknologi jenayah dalam bidang sains forensik, menyediakan pilihan yang baik untuk menembusi batasan kaedah serbuk tradisional untuk memaparkan cap jari, dan mempunyai kepentingan yang ketara dalam meningkatkan kontras, kepekaan, dan selektiviti paparan cap jari.
Rajah 1 Spektrogram Serapan Eu3+
1, prinsip Luminescence daripadanadir bumi europiumkompleks
Konfigurasi elektronik keadaan dasar dan keadaan teruja bagieuropiumion adalah kedua-duanya jenis 4fn. Disebabkan oleh kesan perisai yang sangat baik bagi orbital s dan d di sekelilingeuropiumion pada orbital 4f, peralihan ff bagieuropiumion mempamerkan jalur linear yang tajam dan jangka hayat pendarfluor yang agak panjang. Walau bagaimanapun, disebabkan kecekapan photoluminescence yang rendah bagi ion europium dalam kawasan ultraungu dan cahaya boleh dilihat, ligan organik digunakan untuk membentuk kompleks denganeuropiumion untuk meningkatkan pekali penyerapan kawasan ultraungu dan cahaya boleh dilihat. Pendarfluor yang dipancarkan oleheuropiumkompleks bukan sahaja mempunyai kelebihan unik keamatan pendarfluor yang tinggi dan ketulenan pendarfluor yang tinggi, tetapi juga boleh diperbaiki dengan menggunakan kecekapan penyerapan tinggi sebatian organik dalam kawasan ultraungu dan cahaya yang boleh dilihat. Tenaga pengujaan yang diperlukan untukeuropiumion photoluminescence adalah tinggi Kekurangan kecekapan pendarfluor rendah. Terdapat dua prinsip luminescence utamanadir bumi europiumkompleks: satu ialah photoluminescence, yang memerlukan ligan daripadaeuropiumkompleks; Aspek lain ialah kesan antena boleh meningkatkan sensitivitieuropiumpendaran ion.
Selepas teruja oleh ultraviolet luaran atau cahaya boleh dilihat, ligan organik dalamnadir bumiperalihan kompleks daripada keadaan dasar S0 kepada keadaan singlet teruja S1. Elektron keadaan teruja tidak stabil dan kembali ke keadaan dasar S0 melalui sinaran, membebaskan tenaga untuk ligan memancarkan pendarfluor, atau secara berselang-seli melompat ke keadaan tiga kali ganda T1 atau T2 melalui cara bukan sinaran; Keadaan teruja tiga kali ganda membebaskan tenaga melalui sinaran untuk menghasilkan pendarfluor ligan, atau memindahkan tenaga kelogam europiumion melalui pemindahan tenaga intramolekul bukan sinaran; Selepas teruja, ion europium beralih daripada keadaan dasar kepada keadaan teruja, daneuropiumion dalam keadaan teruja beralih kepada tahap tenaga rendah, akhirnya kembali ke keadaan asas, membebaskan tenaga dan menjana pendarfluor. Oleh itu, dengan memperkenalkan ligan organik yang sesuai untuk berinteraksinadir bumiion dan pemekaan ion logam pusat melalui pemindahan tenaga bukan sinaran dalam molekul, kesan pendarfluor ion nadir bumi boleh meningkat dengan banyak dan keperluan untuk tenaga pengujaan luaran dapat dikurangkan. Fenomena ini dikenali sebagai kesan antena ligan. Gambar rajah aras tenaga pemindahan tenaga dalam kompleks Eu3+ ditunjukkan dalam Rajah 2.
Dalam proses pemindahan tenaga daripada keadaan teruja triplet ke Eu3+, tahap tenaga keadaan teruja triplet ligan dikehendaki lebih tinggi daripada atau konsisten dengan tahap tenaga keadaan teruja Eu3+. Tetapi apabila tahap tenaga triplet ligan jauh lebih besar daripada tenaga keadaan teruja terendah Eu3+, kecekapan pemindahan tenaga juga akan berkurangan dengan banyak. Apabila perbezaan antara keadaan triplet ligan dan keadaan teruja terendah Eu3+ adalah kecil, keamatan pendarfluor akan menjadi lemah disebabkan oleh pengaruh kadar penyahaktifan haba keadaan triplet ligan. Kompleks β- Diketone mempunyai kelebihan pekali penyerapan UV yang kuat, keupayaan koordinasi yang kuat, pemindahan tenaga yang cekap dengannadir bumis, dan boleh wujud dalam kedua-dua bentuk pepejal dan cecair, menjadikannya salah satu ligan yang paling banyak digunakan dalamnadir bumikompleks.
Rajah 2 Rajah aras tenaga pemindahan tenaga dalam kompleks Eu3+
2.Kaedah SintesisNadir Bumi EuropiumKompleks
2.1 Kaedah sintesis keadaan pepejal suhu tinggi
Kaedah keadaan pepejal suhu tinggi ialah kaedah yang biasa digunakan untuk penyediaannadir bumibahan luminescent, dan ia juga digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian. Kaedah sintesis keadaan pepejal suhu tinggi ialah tindak balas antara muka bahan pepejal di bawah keadaan suhu tinggi (800-1500 ℃) untuk menghasilkan sebatian baharu dengan meresap atau mengangkut atom atau ion pepejal. Kaedah fasa pepejal suhu tinggi digunakan untuk menyediakannadir bumikompleks. Pertama, bahan tindak balas dicampur dalam perkadaran tertentu, dan jumlah fluks yang sesuai ditambah kepada mortar untuk pengisaran menyeluruh bagi memastikan pencampuran seragam. Selepas itu, bahan tindak balas tanah diletakkan di dalam relau suhu tinggi untuk pengkalsinan. Semasa proses pengkalsinan, pengoksidaan, pengurangan, atau gas lengai boleh diisi mengikut keperluan proses eksperimen. Selepas pengkalsinan suhu tinggi, matriks dengan struktur kristal tertentu terbentuk, dan ion nadir bumi pengaktif ditambah kepadanya untuk membentuk pusat pendarfluor. Kompleks yang dikalsinasi perlu menjalani penyejukan, pembilasan, pengeringan, pengisaran semula, pengkalsinan, dan penyaringan pada suhu bilik untuk mendapatkan produk. Secara amnya, pelbagai proses pengisaran dan pengkalsinan diperlukan. Pengisaran berbilang boleh mempercepatkan kelajuan tindak balas dan menjadikan tindak balas lebih lengkap. Ini kerana proses pengisaran meningkatkan kawasan sentuhan bahan tindak balas, meningkatkan resapan dan kelajuan pengangkutan ion dan molekul dalam bahan tindak balas, dengan itu meningkatkan kecekapan tindak balas. Walau bagaimanapun, masa dan suhu pengkalsinan yang berbeza akan memberi kesan kepada struktur matriks kristal yang terbentuk.
Kaedah keadaan pepejal suhu tinggi mempunyai kelebihan operasi proses yang mudah, kos rendah, dan penggunaan masa yang singkat, menjadikannya teknologi penyediaan yang matang. Walau bagaimanapun, kelemahan utama kaedah keadaan pepejal suhu tinggi ialah: pertama, suhu tindak balas yang diperlukan adalah terlalu tinggi, yang memerlukan peralatan dan instrumen yang tinggi, menggunakan tenaga yang tinggi, dan sukar untuk mengawal morfologi kristal. Morfologi produk tidak sekata, malah menyebabkan keadaan kristal menjadi rosak, menjejaskan prestasi luminescence. Kedua, pengisaran yang tidak mencukupi menyukarkan bahan tindak balas untuk bercampur sama rata, dan zarah kristal agak besar. Disebabkan pengisaran manual atau mekanikal, kekotoran tidak dapat dielakkan bercampur untuk menjejaskan pendarfluor, mengakibatkan ketulenan produk yang rendah. Isu ketiga ialah aplikasi salutan yang tidak sekata dan ketumpatan yang lemah semasa proses permohonan. Lai et al. mensintesis satu siri serbuk pendarfluor polikromatik fasa tunggal Sr5 (PO4) 3Cl didopkan dengan Eu3+dan Tb3+menggunakan kaedah keadaan pepejal suhu tinggi tradisional. Di bawah pengujaan hampir ultraungu, serbuk pendarfluor boleh menala warna pendarfluor fosfor dari kawasan biru ke kawasan hijau mengikut kepekatan doping, memperbaiki kecacatan indeks pemaparan warna rendah dan suhu warna berkaitan yang tinggi dalam diod pemancar cahaya putih . Penggunaan tenaga yang tinggi adalah masalah utama dalam sintesis serbuk pendarfluor berasaskan borofosfat dengan kaedah keadaan pepejal suhu tinggi. Pada masa ini, semakin ramai sarjana komited untuk membangunkan dan mencari matriks yang sesuai untuk menyelesaikan masalah penggunaan tenaga tinggi kaedah keadaan pepejal suhu tinggi. Pada tahun 2015, Hasegawa et al. menyiapkan penyediaan keadaan pepejal suhu rendah fasa Li2NaBP2O8 (LNBP) menggunakan kumpulan ruang P1 sistem triklinik buat kali pertama. Pada tahun 2020, Zhu et al. melaporkan laluan sintesis keadaan pepejal suhu rendah untuk novel Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) fosfor, meneroka penggunaan tenaga yang rendah dan laluan sintesis kos rendah untuk fosfor bukan organik.
2.2 Kaedah pemendakan Co
Kaedah co precipitation juga merupakan kaedah sintesis "kimia lembut" yang biasa digunakan untuk menyediakan bahan pencerahan nadir bumi bukan organik. Kaedah pemendakan bersama melibatkan penambahan pemendakan kepada bahan tindak balas, yang bertindak balas dengan kation dalam setiap bahan tindak balas untuk membentuk mendakan atau menghidrolisis bahan tindak balas di bawah keadaan tertentu untuk membentuk oksida, hidroksida, garam tidak larut, dsb. Hasil sasaran diperoleh melalui penapisan, membasuh, mengeringkan, dan proses lain. Kelebihan kaedah co precipitation ialah operasi mudah, penggunaan masa yang singkat, penggunaan tenaga yang rendah, dan ketulenan produk yang tinggi. Kelebihannya yang paling menonjol ialah saiz zarahnya yang kecil boleh menjana nanokristal secara langsung. Kelemahan kaedah co precipitation ialah: pertama, fenomena pengagregatan produk yang diperoleh adalah teruk, yang menjejaskan prestasi pendarfluor bahan pendarfluor; Kedua, bentuk produk tidak jelas dan sukar dikawal; Ketiga, terdapat keperluan tertentu untuk pemilihan bahan mentah, dan keadaan pemendakan di antara setiap bahan tindak balas haruslah sama atau sama yang mungkin, yang tidak sesuai untuk penggunaan pelbagai komponen sistem. K. Petcharoen et al. nanopartikel magnetit sfera yang disintesis menggunakan ammonium hidroksida sebagai pemendakan dan kaedah pemendakan bersama kimia. Asid asetik dan asid oleik telah diperkenalkan sebagai agen salutan semasa peringkat penghabluran awal, dan saiz nanopartikel magnetit dikawal dalam julat 1-40nm dengan menukar suhu. Nanopartikel magnetit yang tersebar dengan baik dalam larutan akueus diperoleh melalui pengubahsuaian permukaan, menambah baik fenomena penggumpalan zarah dalam kaedah pemendakan ko. Kee et al. membandingkan kesan kaedah hidroterma dan kaedah kerpasan bersama terhadap bentuk, struktur dan saiz zarah Eu-CSH. Mereka menegaskan bahawa kaedah hidroterma menjana zarah nano, manakala kaedah pemendakan bersama menghasilkan zarah prismatik submikron. Berbanding dengan kaedah co precipitation, kaedah hidroterma mempamerkan kehabluran yang lebih tinggi dan keamatan fotoluminesen yang lebih baik dalam penyediaan serbuk Eu-CSH. JK Han et al. membangunkan kaedah pemendakan ko baru menggunakan pelarut bukan akueus N, N-dimetilformamida (DMF) untuk menyediakan (Ba1-xSrx) 2SiO4: fosfor Eu2 dengan taburan saiz sempit dan kecekapan kuantum tinggi berhampiran zarah saiz nano sfera atau submikron. DMF boleh mengurangkan tindak balas pempolimeran dan memperlahankan kadar tindak balas semasa proses pemendakan, membantu menghalang pengagregatan zarah.
2.3 Kaedah sintesis terma hidroterma/pelarut
Kaedah hidroterma bermula pada pertengahan abad ke-19 apabila ahli geologi mensimulasikan mineralisasi semula jadi. Pada awal abad ke-20, teori ini secara beransur-ansur matang dan kini merupakan salah satu kaedah kimia penyelesaian yang paling menjanjikan. Kaedah hidroterma ialah satu proses di mana wap air atau larutan akueus digunakan sebagai medium (untuk mengangkut ion dan kumpulan molekul dan memindahkan tekanan) untuk mencapai keadaan subkritikal atau superkritikal dalam persekitaran tertutup suhu tinggi dan tekanan tinggi (yang pertama mempunyai suhu 100-240 ℃, manakala yang terakhir mempunyai suhu sehingga 1000 ℃), mempercepatkan kadar tindak balas hidrolisis bahan mentah, dan di bawah perolakan yang kuat, ion dan kumpulan molekul meresap ke suhu rendah untuk penghabluran semula. Suhu, nilai pH, masa tindak balas, kepekatan, dan jenis prekursor semasa proses hidrolisis mempengaruhi kadar tindak balas, rupa kristal, bentuk, struktur, dan kadar pertumbuhan kepada darjah yang berbeza-beza. Peningkatan suhu bukan sahaja mempercepatkan pembubaran bahan mentah, tetapi juga meningkatkan perlanggaran berkesan molekul untuk menggalakkan pembentukan kristal. Kadar pertumbuhan yang berbeza bagi setiap satah kristal dalam kristal pH adalah faktor utama yang mempengaruhi fasa kristal, saiz, dan morfologi. Tempoh masa tindak balas juga mempengaruhi pertumbuhan kristal, dan lebih lama masa, lebih baik ia adalah untuk pertumbuhan kristal.
Kelebihan kaedah hidroterma terutamanya ditunjukkan dalam: pertama, ketulenan kristal yang tinggi, tiada pencemaran kekotoran, pengedaran saiz zarah yang sempit, hasil yang tinggi, dan morfologi produk yang pelbagai; Yang kedua ialah proses operasinya mudah, kosnya rendah, dan penggunaan tenaga rendah. Kebanyakan tindak balas dijalankan dalam persekitaran suhu sederhana hingga rendah, dan keadaan tindak balas mudah dikawal. Julat aplikasi adalah luas dan boleh memenuhi keperluan penyediaan pelbagai bentuk bahan; Ketiga, tekanan pencemaran alam sekitar adalah rendah dan ia agak mesra kepada kesihatan pengusaha. Kelemahan utamanya ialah prekursor tindak balas mudah dipengaruhi oleh pH, suhu, dan masa persekitaran, dan produk mempunyai kandungan oksigen yang rendah.
Kaedah solvoterma menggunakan pelarut organik sebagai medium tindak balas, mengembangkan lagi kebolehgunaan kaedah hidroterma. Disebabkan oleh perbezaan ketara dalam sifat fizikal dan kimia antara pelarut organik dan air, mekanisme tindak balas adalah lebih kompleks, dan rupa, struktur, dan saiz produk adalah lebih pelbagai. Nallappan et al. kristal MoOx disintesis dengan morfologi berbeza dari helaian ke nanorod dengan mengawal masa tindak balas kaedah hidroterma menggunakan natrium dialkil sulfat sebagai agen pengarah kristal. Dianwen Hu et al. bahan komposit tersintesis berasaskan kobalt polyoxymolybdenum (CoPMA) dan UiO-67 atau mengandungi kumpulan bipyridyl (UiO-bpy) menggunakan kaedah solvoterma dengan mengoptimumkan keadaan sintesis.
2.4 Kaedah sol gel
Kaedah sol gel adalah kaedah kimia tradisional untuk menyediakan bahan berfungsi bukan organik, yang digunakan secara meluas dalam penyediaan bahan nano logam. Pada tahun 1846, Elbelmen mula-mula menggunakan kaedah ini untuk menyediakan SiO2, tetapi penggunaannya masih belum matang. Kaedah penyediaan adalah terutamanya untuk menambah pengaktif ion nadir bumi dalam penyelesaian tindak balas awal untuk membuat pelarut meruap untuk membuat gel, dan gel yang disediakan mendapat produk sasaran selepas rawatan suhu. Fosfor yang dihasilkan oleh kaedah sol gel mempunyai morfologi dan ciri-ciri struktur yang baik, dan produk mempunyai saiz zarah seragam yang kecil, tetapi kilauannya perlu diperbaiki. Proses penyediaan kaedah sol-gel adalah mudah dan mudah dikendalikan, suhu tindak balas adalah rendah, dan prestasi keselamatan tinggi, tetapi masanya panjang, dan jumlah setiap rawatan adalah terhad. Gaponenko et al. menyediakan struktur berbilang lapisan BaTiO3/SiO2 amorf dengan sentrifugasi dan kaedah sol-gel rawatan haba dengan transmisitiviti dan indeks biasan yang baik, dan menunjukkan bahawa indeks biasan filem BaTiO3 akan meningkat dengan peningkatan kepekatan sol. Pada tahun 2007, kumpulan penyelidik Liu L berjaya menangkap kompleks ion/pemeka logam Eu3+ yang sangat pendarfluor dan stabil cahaya dalam komposit nano berasaskan silika dan gel kering terdop menggunakan kaedah sol gel. Dalam beberapa kombinasi derivatif berbeza bagi pemeka nadir bumi dan templat nanoporous silika, penggunaan pemeka 1,10-phenanthroline (OP) dalam templat tetraethoxysilane (TEOS) menyediakan gel kering doped pendarfluor terbaik untuk menguji sifat spektrum Eu3+.
2.5 Kaedah sintesis gelombang mikro
Kaedah sintesis gelombang mikro adalah kaedah sintesis kimia hijau dan bebas pencemaran yang baru berbanding kaedah keadaan pepejal suhu tinggi, yang digunakan secara meluas dalam sintesis bahan, terutamanya dalam bidang sintesis bahan nano, menunjukkan momentum pembangunan yang baik. Gelombang mikro ialah gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang antara 1nn dan 1m. Kaedah gelombang mikro ialah proses di mana zarah mikroskopik di dalam bahan permulaan mengalami polarisasi di bawah pengaruh kekuatan medan elektromagnet luaran. Apabila arah medan elektrik gelombang mikro berubah, arah gerakan dan susunan dipol berubah secara berterusan. Tindak balas histerisis dipol, serta penukaran tenaga haba mereka sendiri tanpa memerlukan perlanggaran, geseran, dan kehilangan dielektrik antara atom dan molekul, mencapai kesan pemanasan. Disebabkan oleh fakta bahawa pemanasan gelombang mikro boleh memanaskan keseluruhan sistem tindak balas secara seragam dan menjalankan tenaga dengan cepat, dengan itu menggalakkan kemajuan tindak balas organik, berbanding kaedah penyediaan tradisional, kaedah sintesis gelombang mikro mempunyai kelebihan kelajuan tindak balas yang cepat, keselamatan hijau, kecil dan seragam saiz zarah bahan, dan ketulenan fasa tinggi. Walau bagaimanapun, kebanyakan laporan pada masa ini menggunakan penyerap gelombang mikro seperti serbuk karbon, Fe3O4, dan MnO2 untuk secara tidak langsung memberikan haba untuk tindak balas. Bahan yang mudah diserap oleh gelombang mikro dan boleh mengaktifkan bahan tindak balas itu sendiri memerlukan penerokaan lanjut. Liu et al. menggabungkan kaedah co precipitation dengan kaedah gelombang mikro untuk mensintesis spinel tulen LiMn2O4 dengan morfologi berliang dan sifat yang baik.
2.6 Kaedah pembakaran
Kaedah pembakaran adalah berdasarkan kaedah pemanasan tradisional, yang menggunakan pembakaran bahan organik untuk menghasilkan produk sasaran selepas larutan disejat hingga kering. Gas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan organik secara berkesan boleh melambatkan berlakunya penggumpalan. Berbanding dengan kaedah pemanasan keadaan pepejal, ia mengurangkan penggunaan tenaga dan sesuai untuk produk dengan keperluan suhu tindak balas yang rendah. Walau bagaimanapun, proses tindak balas memerlukan penambahan sebatian organik, yang meningkatkan kos. Kaedah ini mempunyai kapasiti pemprosesan yang kecil dan tidak sesuai untuk pengeluaran industri. Produk yang dihasilkan melalui kaedah pembakaran mempunyai saiz zarah yang kecil dan seragam, tetapi disebabkan oleh proses tindak balas yang singkat, mungkin terdapat kristal yang tidak lengkap, yang menjejaskan prestasi luminescence kristal. Anning et al. menggunakan La2O3, B2O3, dan Mg sebagai bahan permulaan dan menggunakan sintesis pembakaran berbantukan garam untuk menghasilkan serbuk LaB6 dalam kelompok dalam tempoh yang singkat.
3. Pemakaiannadir bumi europiumkompleks dalam pembangunan cap jari
Kaedah paparan serbuk adalah salah satu kaedah paparan cap jari yang paling klasik dan tradisional. Pada masa ini, serbuk yang memaparkan cap jari boleh dibahagikan kepada tiga kategori: serbuk tradisional, seperti serbuk magnet yang terdiri daripada serbuk besi halus dan serbuk karbon; Serbuk logam, seperti serbuk emas,serbuk perak, dan serbuk logam lain dengan struktur rangkaian; Serbuk pendarfluor. Walau bagaimanapun, serbuk tradisional sering mengalami kesukaran besar dalam memaparkan cap jari atau cap jari lama pada objek latar belakang yang kompleks, dan mempunyai kesan toksik tertentu pada kesihatan pengguna. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kakitangan sains dan teknologi jenayah semakin menggemari penggunaan bahan pendarfluor nano untuk paparan cap jari. Disebabkan oleh sifat bercahaya unik Eu3+ dan penggunaan meluas baginadir bumibahan,nadir bumi europiumkompleks bukan sahaja menjadi tumpuan penyelidikan dalam bidang sains forensik, tetapi juga menyediakan idea penyelidikan yang lebih luas untuk paparan cap jari. Walau bagaimanapun, Eu3+ dalam cecair atau pepejal mempunyai prestasi penyerapan cahaya yang lemah dan perlu digabungkan dengan ligan untuk memeka dan memancarkan cahaya, membolehkan Eu3+ mempamerkan sifat pendarfluor yang lebih kuat dan lebih berterusan. Pada masa ini, ligan yang biasa digunakan terutamanya termasuk β- Diketones, asid karboksilik dan garam karboksilat, polimer organik, kitaran makro supramolekul, dll. Dengan penyelidikan dan aplikasi yang mendalamnadir bumi europiumkompleks, didapati bahawa dalam persekitaran lembap, getaran molekul H2O koordinasi dalameuropiumkompleks boleh menyebabkan pelindapkejutan luminescence. Oleh itu, untuk mencapai selektiviti yang lebih baik dan kontras yang kuat dalam paparan cap jari, usaha perlu dilakukan untuk mengkaji cara meningkatkan kestabilan terma dan mekanikaleuropiumkompleks.
Pada tahun 2007, kumpulan penyelidikan Liu L adalah perintis memperkenalkaneuropiumkompleks ke dalam bidang paparan cap jari buat kali pertama di dalam dan luar negara. Kompleks ion/pemeka logam Eu3+ yang sangat pendarfluor dan stabil ringan yang ditangkap oleh kaedah sol gel boleh digunakan untuk pengesanan cap jari yang berpotensi pada pelbagai bahan berkaitan forensik, termasuk kerajang emas, kaca, plastik, kertas berwarna dan daun hijau. Penyelidikan penerokaan memperkenalkan proses penyediaan, spektrum UV/Vis, ciri pendarfluor dan hasil pelabelan cap jari bagi nanokomposit Eu3+/OP/TEOS baharu ini.
Pada tahun 2014, Seung Jin Ryu et al. mula-mula membentuk kompleks Eu3+ ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) oleh heksahidrateuropium klorida(EuCl3 · 6H2O) dan 1-10 phenanthroline (Phen). Melalui tindak balas pertukaran ion antara ion natrium antara lapisan daneuropiumion kompleks, sebatian hibrid nano terinterkalasi (Eu (Phen) 2) 3+- batu sabun litium tersintesis dan Eu (Phen) 2) 3+- montmorilonit semula jadi) diperolehi. Di bawah pengujaan lampu UV pada panjang gelombang 312nm, kedua-dua kompleks bukan sahaja mengekalkan fenomena photoluminescence ciri, tetapi juga mempunyai kestabilan terma, kimia dan mekanikal yang lebih tinggi berbanding kompleks Eu3+ tulen. Walau bagaimanapun, disebabkan ketiadaan ion kekotoran yang dipadamkan seperti besi dalam badan utama batu sabun litium, [Eu (Phen) 2] 3+- batu sabun litium mempunyai lebih baik keamatan luminescence daripada [Eu (Phen) 2] 3+- montmorilonit, dan cap jari menunjukkan garisan yang lebih jelas dan kontras yang lebih kuat dengan latar belakang. Pada tahun 2016, V Sharma et al. strontium aluminat tersintesis (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) serbuk pendarfluor nano menggunakan kaedah pembakaran. Serbuk ini sesuai untuk paparan cap jari segar dan lama pada objek telap dan tidak telap seperti kertas berwarna biasa, kertas pembungkus, kerajang aluminium, dan cakera optik. Ia bukan sahaja mempamerkan kepekaan dan selektiviti yang tinggi, tetapi juga mempunyai ciri-ciri afterglow yang kuat dan tahan lama. Pada 2018, Wang et al. nanopartikel CaS yang disediakan (ESM-CaS-NP) didop denganeuropium, samarium, dan mangan dengan purata diameter 30nm. Nanopartikel telah dikapsulkan dengan ligan amphiphilic, membolehkan mereka tersebar secara seragam di dalam air tanpa kehilangan kecekapan pendarfluor mereka; Pengubahsuaian bersama permukaan ESM-CaS-NP dengan 1-dodecylthiol dan 11-mercaptoundecanoic acid (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NPs berjaya menyelesaikan masalah pelindapkejutan pendarfluor dalam air dan pengagregatan zarah yang disebabkan oleh hidrolisis zarah dalam pendarfluor nano serbuk. Serbuk pendarfluor ini bukan sahaja mempamerkan cap jari yang berpotensi pada objek seperti kerajang aluminium, plastik, kaca dan jubin seramik dengan kepekaan yang tinggi, tetapi juga mempunyai pelbagai sumber cahaya pengujaan dan tidak memerlukan peralatan pengekstrakan imej yang mahal untuk memaparkan cap jari. tahun yang sama, kumpulan penyelidikan Wang mensintesis satu siri ternaryeuropiumkompleks [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] menggunakan orto, meta, dan asid p-metilbenzoik sebagai ligan pertama dan orto phenanthroline sebagai ligan kedua menggunakan kaedah pemendakan. Di bawah penyinaran cahaya ultraungu 245nm, potensi cap jari pada objek seperti plastik dan tanda dagangan boleh dipaparkan dengan jelas. Pada 2019, Sung Jun Park et al. disintesis YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosfor melalui kaedah solvoterma, meningkatkan potensi pengesanan cap jari secara berkesan dan mengurangkan gangguan corak latar belakang. Pada tahun 2020, Prabakaran et al. membangunkan Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] pendarfluor Na [Eu (5,50 DMBP) 3] · komposit Cl3/D-Dextrose, menggunakan EuCl3 · 6H20 sebagai prekursor. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 telah disintesis menggunakan Phen dan 5,5′ – DMBP melalui kaedah pelarut panas, dan kemudian Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Cl3 dan D-Dextrose digunakan sebagai prekursor untuk membentuk Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 melalui kaedah penjerapan. Kompleks 3/D-Dekstrosa. Melalui eksperimen, komposit boleh memaparkan cap jari dengan jelas pada objek seperti penutup botol plastik, cermin mata dan mata wang Afrika Selatan di bawah pengujaan cahaya matahari 365nm atau cahaya ultraungu, dengan kontras yang lebih tinggi dan prestasi pendarfluor yang lebih stabil. Pada tahun 2021, Dan Zhang et al. berjaya mereka bentuk dan mensintesis novel heksanuklear Eu3+kompleks Eu6 (PPA) 18CTP-TPY dengan enam tapak pengikat, yang mempunyai kestabilan haba pendarfluor yang sangat baik (<50 ℃) dan boleh digunakan untuk paparan cap jari. Walau bagaimanapun, eksperimen lanjut diperlukan untuk menentukan spesies tetamu yang sesuai. Pada tahun 2022, L Brini et al. berjaya mensintesis serbuk pendarfluor Eu: Y2Sn2O7 melalui kaedah co precipitation dan rawatan pengisaran selanjutnya, yang boleh mendedahkan potensi cap jari pada objek kayu dan tidak telap. Pada tahun yang sama, kumpulan penyelidik Wang mensintesis NaYF4: Yb menggunakan kaedah sintesis haba pelarut, teras Er@YVO4 Eu -bahan nanofluoresensi jenis cangkang, yang boleh menghasilkan pendarfluor merah di bawah ultraungu 254nm pengujaan dan pendarfluor hijau terang di bawah pengujaan dekat inframerah 980nm, mencapai paparan mod dwi cap jari yang berpotensi pada tetamu. Paparan cap jari yang berpotensi pada objek seperti jubin seramik, kepingan plastik, aloi aluminium, RMB dan kertas kepala surat berwarna mempamerkan kepekaan tinggi, selektiviti, kontras dan rintangan yang kuat terhadap gangguan latar belakang.
4 Pandangan
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidikan mengenainadir bumi europiumkompleks telah menarik banyak perhatian, terima kasih kepada sifat optik dan magnetik yang sangat baik seperti keamatan luminescence yang tinggi, ketulenan warna yang tinggi, jangka hayat pendarfluor yang panjang, penyerapan tenaga yang besar dan jurang pelepasan, dan puncak penyerapan yang sempit. Dengan penyelidikan yang mendalam mengenai bahan nadir bumi, aplikasinya dalam pelbagai bidang seperti pencahayaan dan paparan, biosains, pertanian, ketenteraan, industri maklumat elektronik, penghantaran maklumat optik, anti-pemalsuan pendarfluor, pengesanan pendarfluor, dll. semakin meluas. Sifat optik bagieuropiumkompleks adalah sangat baik, dan bidang aplikasinya secara beransur-ansur berkembang. Walau bagaimanapun, kekurangan kestabilan haba, sifat mekanikal dan kebolehprosesan akan mengehadkan aplikasi praktikalnya. Daripada perspektif penyelidikan semasa, penyelidikan aplikasi sifat optik bagieuropiumkompleks dalam bidang sains forensik harus memberi tumpuan terutamanya kepada peningkatan sifat optikeuropiumkompleks dan menyelesaikan masalah zarah pendarfluor yang terdedah kepada pengagregatan dalam persekitaran lembap, mengekalkan kestabilan dan kecekapan pendarfluoreuropiumkompleks dalam larutan akueus. Pada masa kini, kemajuan masyarakat dan sains dan teknologi telah mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk penyediaan bahan baharu. Semasa memenuhi keperluan aplikasi, ia juga harus mematuhi ciri reka bentuk terpelbagai dan kos rendah. Oleh itu, kajian lanjut mengenaieuropiumkompleks adalah sangat penting untuk pembangunan sumber nadir bumi yang kaya di China dan pembangunan sains dan teknologi jenayah.
Masa siaran: Nov-01-2023