De papillära mönstren på mänskliga fingrar förblir i princip oförändrade i sin topologiska struktur från födseln, de har olika egenskaper från person till person, och papillmönstren på varje finger hos samma person är också olika. Papillmönstret på fingrarna är räfflade och fördelat med många svettporer. Människokroppen utsöndrar kontinuerligt vattenbaserade ämnen som svett och oljiga ämnen som olja. Dessa ämnen kommer att överföras och avsättas på föremålet när de kommer i kontakt och bildar avtryck på föremålet. Det är just på grund av de unika egenskaperna hos handavtryck, såsom deras individuella specificitet, livslånga stabilitet och reflekterande karaktär hos beröringsmärken som fingeravtryck har blivit en erkänd symbol för brottsutredning och personlig identitetsidentifiering sedan den första användningen av fingeravtryck för personlig identifiering. i slutet av 1800-talet.
På brottsplatsen, förutom tredimensionella och platta färgade fingeravtryck, är förekomsten av potentiella fingeravtryck högst. Potentiella fingeravtryck kräver vanligtvis visuell bearbetning genom fysiska eller kemiska reaktioner. De vanliga potentiella metoderna för fingeravtrycksutveckling inkluderar främst optisk utveckling, pulverutveckling och kemisk utveckling. Bland dem gynnas pulverutveckling av gräsrotsenheter på grund av dess enkla drift och låga kostnad. Begränsningarna för traditionella pulverbaserade fingeravtrycksskärmar möter dock inte längre kriminella teknikers behov, såsom de komplexa och olika färgerna och materialen på föremålet på brottsplatsen, och den dåliga kontrasten mellan fingeravtrycket och bakgrundsfärgen; Storleken, formen, viskositeten, sammansättningsförhållandet och prestanda hos pulverpartiklar påverkar känsligheten hos pulvrets utseende; Selektiviteten för traditionella pulver är dålig, särskilt den förbättrade adsorptionen av våta föremål på pulvret, vilket kraftigt minskar utvecklingsselektiviteten för traditionella pulver. Under de senaste åren har kriminalvetenskaplig och teknisk personal kontinuerligt forskat om nya material och syntesmetoder, bl.a.sällsynta jordartsmetallerSjälvlysande material har uppmärksammats av kriminalvetenskaplig och teknisk personal på grund av deras unika självlysande egenskaper, höga kontrast, hög känslighet, hög selektivitet och låg toxicitet vid användning av fingeravtrycksskärm. De gradvis fyllda 4f-orbitalerna av sällsynta jordartsmetaller ger dem mycket rika energinivåer, och 5s och 5P-skiktets elektronorbitaler för sällsynta jordartselement är helt fyllda. 4f-skiktets elektroner är skärmade, vilket ger 4f-skiktets elektroner ett unikt rörelsesätt. Därför uppvisar sällsynta jordartsmetaller utmärkt fotostabilitet och kemisk stabilitet utan fotoblekning, vilket övervinner begränsningarna hos vanliga organiska färgämnen. Dessutom,sällsynta jordartsmetallerelement har också överlägsna elektriska och magnetiska egenskaper jämfört med andra element. De unika optiska egenskaperna hossällsynta jordartsmetallerjoner, såsom lång fluorescenslivslängd, många smala absorptions- och emissionsband och stora energiabsorptions- och emissionsluckor, har väckt stor uppmärksamhet i den relaterade forskningen om fingeravtrycksvisning.
Bland mångasällsynta jordartsmetallerelement,europiumär det mest använda självlysande materialet. Demarcay, upptäckaren aveuropiumår 1900, beskrev först skarpa linjer i absorptionsspektrumet för Eu3+i lösning. År 1909 beskrev Urban katodoluminescensen avGd2O3: Eu3+. 1920 publicerade Prandtl först absorptionsspektra för Eu3+, vilket bekräftade De Mares observationer. Absorptionsspektrumet för Eu3+ visas i figur 1. Eu3+ är vanligtvis beläget på C2-orbitalen för att underlätta övergången av elektroner från 5D0- till 7F2-nivåer, och därigenom frigöra röd fluorescens. Eu3+ kan uppnå en övergång från grundtillståndselektroner till den lägsta exciterade energinivån inom det synliga ljusets våglängdsintervall. Under excitation av ultraviolett ljus uppvisar Eu3+ stark röd fotoluminescens. Denna typ av fotoluminescens är inte bara tillämpbar på Eu3+joner dopade i kristallsubstrat eller glas, utan även på komplex syntetiserade medeuropiumoch organiska ligander. Dessa ligander kan fungera som antenner för att absorbera excitationsluminescens och överföra excitationsenergi till högre energinivåer av Eu3+joner. Den viktigaste tillämpningen aveuropiumär det röda fluorescerande pulvretY2O3: Eu3+(YOX) är en viktig komponent i lysrör. Den röda ljusexcitationen av Eu3+ kan uppnås inte bara genom ultraviolett ljus, utan också genom elektronstråle (katodoluminescens), röntgen γ-strålning α eller β-partikel, elektroluminescens, friktions- eller mekanisk luminescens och kemiluminescensmetoder. På grund av dess rika självlysande egenskaper är det en allmänt använd biologisk sond inom biomedicinska eller biologiska vetenskaper. Under de senaste åren har det också väckt forskningsintresse hos kriminalvetenskaplig och teknisk personal inom området kriminalteknisk vetenskap, vilket ger ett bra val för att bryta igenom begränsningarna för traditionella pulvermetoder för att visa fingeravtryck, och har betydande betydelse för att förbättra kontrasten, känslighet och selektivitet för fingeravtrycksvisning.
Figur 1 Eu3+Absorptionsspektrogram
1, Luminescensprincipen försällsynta jordartsmetaller europiumkomplex
Grundtillståndet och det exciterade tillståndets elektroniska konfigurationer aveuropiumjoner är båda av 4fn-typ. På grund av den utmärkta skärmningseffekten av s- och d-orbitalerna runteuropiumjoner på 4f-orbitaler, ff-övergångarna aveuropiumjoner uppvisar skarpa linjära band och relativt långa fluorescenslivslängder. På grund av den låga fotoluminescenseffektiviteten hos europiumjoner i de ultravioletta och synliga ljusområdena används emellertid organiska ligander för att bilda komplex medeuropiumjoner för att förbättra absorptionskoefficienten för de ultravioletta och synliga ljusområdena. Fluorescensen som emitteras aveuropiumkomplex har inte bara de unika fördelarna med hög fluorescensintensitet och hög fluorescensrenhet, utan kan också förbättras genom att utnyttja den höga absorptionseffektiviteten hos organiska föreningar i områden med ultraviolett ljus och synligt ljus. Den excitationsenergi som krävs föreuropiumjonfotoluminescens är hög Bristen på låg fluorescenseffektivitet. Det finns två huvudsakliga luminescensprinciper försällsynta jordartsmetaller europiumkomplex: ett är fotoluminescens, vilket kräver liganden aveuropiumkomplex; En annan aspekt är att antenneffekten kan förbättra känsligheten hoseuropiumjonluminescens.
Efter att ha exciterats av externt ultraviolett eller synligt ljus, kommer den organiska liganden isällsynta jordartsmetallerkomplexa övergångar från grundtillståndet SO till det exciterade singlettillståndet SI. De exciterade tillståndselektronerna är instabila och återgår till grundtillståndet SO genom strålning, frigör energi för liganden att emittera fluorescens, eller hoppar intermittent till dess trippelexciterade tillstånd T1 eller T2 genom icke-strålande medel; Trippelexciterade tillstånd frigör energi genom strålning för att producera ligandfosforescens, eller överföra energi tillmetall europiumjoner genom icke-strålande intramolekylär energiöverföring; Efter att ha blivit exciterade övergår europiumjoner från grundtillståndet till det exciterade tillståndet, ocheuropiumjoner i det exciterade tillståndet övergår till den låga energinivån, som slutligen återgår till grundtillståndet, frigör energi och genererar fluorescens. Därför, genom att introducera lämpliga organiska ligander att interagera medsällsynta jordartsmetallerjoner och sensibilisera centrala metalljoner genom icke-strålande energiöverföring inom molekyler, kan fluorescenseffekten av sällsynta jordartsmetalljoner ökas avsevärt och behovet av extern excitationsenergi kan minskas. Detta fenomen är känt som antenneffekten av ligander. Energinivådiagrammet för energiöverföring i Eu3+-komplex visas i figur 2.
I processen för energiöverföring från det exciterade tripletttillståndet till Eu3+ krävs att energinivån för det exciterade tillståndet för ligandtripletten är högre än eller överensstämmer med energinivån för det Eu3+exciterade tillståndet. Men när triplettenerginivån för liganden är mycket större än den lägsta exciterade tillståndsenergin för Eu3+, kommer energiöverföringseffektiviteten också att minska kraftigt. När skillnaden mellan tripletttillståndet för liganden och det lägsta exciterade tillståndet för Eu3+ är liten, kommer fluorescensintensiteten att försvagas på grund av påverkan av den termiska deaktiveringshastigheten för tripletttillståndet för liganden. β- Diketonkomplex har fördelarna med stark UV-absorptionskoefficient, stark koordinationsförmåga, effektiv energiöverföring medsällsynta jordartsmetallers, och kan existera i både fast och flytande form, vilket gör dem till en av de mest använda liganderna isällsynta jordartsmetallerkomplex.
Figur 2 Energinivådiagram för energiöverföring i Eu3+komplex
2.Syntesmetod avRare Earth EuropiumKomplex
2.1 Högtemperatur-fasttillståndssyntesmetod
Högtemperaturmetoden i fast tillstånd är en vanlig metod för framställningsällsynta jordartsmetallersjälvlysande material, och det används också i stor utsträckning i industriell produktion. Högtemperatur-fasttillståndssyntesmetoden är reaktionen mellan fasta ämnens gränssnitt under höga temperaturer (800-1500 ℃) för att generera nya föreningar genom att diffundera eller transportera fasta atomer eller joner. Högtemperaturfastfasmetoden används för att förberedasällsynta jordartsmetallerkomplex. Först blandas reaktanterna i en viss proportion och en lämplig mängd flussmedel tillsätts till en mortel för noggrann malning för att säkerställa jämn blandning. Efteråt placeras de malda reaktanterna i en högtemperaturugn för kalcinering. Under kalcineringsprocessen kan oxidations-, reduktions- eller inerta gaser fyllas på enligt behoven i den experimentella processen. Efter högtemperaturkalcinering bildas en matris med en specifik kristallstruktur, och aktivatorn sällsynta jordartsmetalljoner tillsätts till den för att bilda ett självlysande centrum. Det kalcinerade komplexet måste genomgå kylning, sköljning, torkning, ommalning, kalcinering och siktning vid rumstemperatur för att erhålla produkten. I allmänhet krävs flera malnings- och kalcineringsprocesser. Multipelslipning kan påskynda reaktionshastigheten och göra reaktionen mer komplett. Detta beror på att malningsprocessen ökar kontaktytan för reaktanterna, vilket avsevärt förbättrar diffusions- och transporthastigheten för joner och molekyler i reaktanterna, vilket förbättrar reaktionseffektiviteten. Olika kalcineringstider och temperaturer kommer emellertid att ha en inverkan på strukturen hos den bildade kristallmatrisen.
Högtemperaturmetoden i fast tillstånd har fördelarna med enkel processdrift, låg kostnad och kort tidsåtgång, vilket gör den till en mogen beredningsteknik. Emellertid är de huvudsakliga nackdelarna med högtemperaturmetoden i fast tillstånd: för det första är den erforderliga reaktionstemperaturen för hög, vilket kräver hög utrustning och instrument, förbrukar hög energi och är svårt att kontrollera kristallmorfologin. Produktens morfologi är ojämn och orsakar till och med att kristalltillståndet skadas, vilket påverkar luminescensprestandan. För det andra gör otillräcklig malning det svårt för reaktanterna att blandas jämnt, och kristallpartiklarna är relativt stora. På grund av manuell eller mekanisk slipning blandas föroreningar oundvikligen för att påverka luminescensen, vilket resulterar i låg produktrenhet. Den tredje frågan är ojämn beläggning och dålig densitet under appliceringsprocessen. Lai et al. syntetiserade en serie Sr5 (PO4) 3Cl enfas polykromatiska fluorescerande pulver dopade med Eu3+ och Tb3+ med den traditionella högtemperaturmetoden i fast tillstånd. Under nästan ultraviolett excitation kan det fluorescerande pulvret justera fosforns luminescensfärg från det blå området till det gröna området enligt dopningskoncentrationen, vilket förbättrar defekterna med lågt färgåtergivningsindex och hög relaterad färgtemperatur i vita lysdioder . Hög energiförbrukning är huvudproblemet i syntesen av borofosfatbaserade fluorescerande pulver med högtemperaturmetoder i fast tillstånd. För närvarande är fler och fler forskare engagerade i att utveckla och söka efter lämpliga matriser för att lösa problemet med hög energiförbrukning med högtemperaturmetoder i fast tillstånd. År 2015, Hasegawa et al. slutförde lågtemperatur-solid-state-beredningen av Li2NaBP2O8 (LNBP)-fasen med användning av P1-rymdgruppen i det trikliniska systemet för första gången. År 2020, Zhu et al. rapporterade en lågtemperatur-solid-state-syntesväg för en ny Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu)-fosfor, som utforskade en låg energiförbrukning och en låg kostnadssyntesväg för oorganiska fosforer.
2.2 Samfällningsmetod
Samfällningsmetoden är också en vanlig "mjuk kemisk" syntesmetod för framställning av oorganiska sällsynta jordartsmetaller självlysande material. Samfällningsmetoden går ut på att tillsätta en fällning till reaktanten, som reagerar med katjonerna i varje reaktant för att bilda en fällning eller hydrolyserar reaktanten under vissa förhållanden för att bilda oxider, hydroxider, olösliga salter etc. Målprodukten erhålls genom filtrering, tvättning, torkning och andra processer. Fördelarna med samfällningsmetoden är enkel drift, kort tidsförbrukning, låg energiförbrukning och hög produktrenhet. Dess mest framträdande fördel är att dess lilla partikelstorlek direkt kan generera nanokristaller. Nackdelarna med samfällningsmetoden är: för det första är det erhållna produktaggregationsfenomenet allvarligt, vilket påverkar det fluorescerande materialets luminiscerande prestanda; För det andra är produktens form otydlig och svår att kontrollera; För det tredje finns det vissa krav på valet av råmaterial, och utfällningsförhållandena mellan varje reaktant bör vara så lika eller identiska som möjligt, vilket inte är lämpligt för applicering av flera systemkomponenter. K. Petcharoen et al. syntetiserade sfäriska magnetitnanopartiklar med användning av ammoniumhydroxid som utfällningsmedel och kemisk samutfällningsmetod. Ättiksyra och oljesyra infördes som beläggningsmedel under det initiala kristallisationssteget, och storleken på magnetitnanopartiklar kontrollerades inom intervallet 1-40 nm genom att ändra temperaturen. De väl dispergerade magnetitnanopartiklarna i vattenlösning erhölls genom ytmodifiering, vilket förbättrade agglomerationsfenomenet av partiklar i samfällningsmetoden. Kee et al. jämförde effekterna av hydrotermisk metod och samfällningsmetod på formen, strukturen och partikelstorleken av Eu-CSH. De påpekade att hydrotermisk metod genererar nanopartiklar, medan samfällningsmetoden genererar submikronprismatiska partiklar. Jämfört med samfällningsmetoden uppvisar den hydrotermiska metoden högre kristallinitet och bättre fotoluminescensintensitet vid framställning av Eu-CSH-pulver. JK Han et al. utvecklat en ny samfällningsmetod med användning av ett icke-vattenhaltigt lösningsmedel N, N-dimetylformamid (DMF) för att framställa (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2-fosforer med snäv storleksfördelning och hög kvanteffektivitet nära sfäriska nano- eller submikronstorlekspartiklar. DMF kan minska polymerisationsreaktioner och bromsa reaktionshastigheten under utfällningsprocessen, vilket hjälper till att förhindra partikelaggregation.
2.3 Hydrotermisk/lösningsmedelstermisk syntesmetod
Den hydrotermiska metoden började i mitten av 1800-talet när geologer simulerade naturlig mineralisering. I början av 1900-talet mognade teorin gradvis och är för närvarande en av de mest lovande lösningskemimetoderna. Hydrotermisk metod är en process där vattenånga eller vattenlösning används som medium (för att transportera joner och molekylära grupper och överföra tryck) för att nå ett subkritiskt eller superkritiskt tillstånd i en högtemperatur- och högtryckssluten miljö (den förra har en temperatur på 100-240 ℃, medan den senare har en temperatur på upp till 1000 ℃), accelererar hydrolysreaktionshastigheten för råvaror och under stark konvektion, joner och molekylgrupper diffunderar till låg temperatur för omkristallisation. Temperaturen, pH-värdet, reaktionstiden, koncentrationen och typen av prekursor under hydrolysprocessen påverkar reaktionshastigheten, kristallens utseende, form, struktur och tillväxthastighet i varierande grad. En ökning av temperaturen påskyndar inte bara upplösningen av råmaterial, utan ökar också den effektiva kollisionen av molekyler för att främja kristallbildning. De olika tillväxthastigheterna för varje kristallplan i pH-kristaller är de viktigaste faktorerna som påverkar kristallfasen, storleken och morfologin. Längden på reaktionstiden påverkar också kristalltillväxten, och ju längre tid desto gynnsammare är det för kristalltillväxt.
Fördelarna med hydrotermisk metod manifesteras huvudsakligen i: för det första, hög kristallrenhet, ingen förorening, snäv partikelstorleksfördelning, högt utbyte och varierande produktmorfologi; Det andra är att driftprocessen är enkel, kostnaden är låg och energiförbrukningen är låg. De flesta av reaktionerna utförs i miljöer med medelhög till låg temperatur, och reaktionsbetingelserna är lätta att kontrollera. Användningsområdet är brett och kan uppfylla beredningskraven för olika former av material; För det tredje är trycket från miljöföroreningar lågt och det är relativt hälsovänligt för operatörerna. Dess främsta nackdelar är att reaktionens föregångare lätt påverkas av miljöns pH, temperatur och tid, och produkten har en låg syrehalt.
Den solvotermiska metoden använder organiska lösningsmedel som reaktionsmedium, vilket ytterligare utökar användbarheten av hydrotermiska metoder. På grund av de betydande skillnaderna i fysikaliska och kemiska egenskaper mellan organiska lösningsmedel och vatten är reaktionsmekanismen mer komplex, och produktens utseende, struktur och storlek är mer varierande. Nallappan et al. syntetiserade MoOx-kristaller med olika morfologier från ark till nanorod genom att kontrollera reaktionstiden för hydrotermisk metod med användning av natriumdialkylsulfat som kristallriktande medel. Dianwen Hu et al. syntetiserade kompositmaterial baserade på polyoximolybdenkobolt (CoPMA) och UiO-67 eller innehållande bipyridylgrupper (UiO-bpy) med hjälp av solvotermisk metod genom att optimera syntesförhållandena.
2.4 Sol gel metod
Sol gelmetoden är en traditionell kemisk metod för att framställa oorganiska funktionella material, som används i stor utsträckning vid framställning av metallnanomaterial. 1846 använde Elbelmen först denna metod för att framställa SiO2, men dess användning var ännu inte mogen. Beredningsmetoden är huvudsakligen att tillsätta sällsynta jordartsmetalljonaktivatorer i den initiala reaktionslösningen för att få lösningsmedlet att förångas för att göra gel, och den beredda gelén får målprodukten efter temperaturbehandling. Den fosfor som produceras med solgelmetoden har god morfologi och strukturella egenskaper, och produkten har liten enhetlig partikelstorlek, men dess ljusstyrka måste förbättras. Beredningsprocessen för sol-gel-metoden är enkel och lätt att använda, reaktionstemperaturen är låg och säkerhetsprestandan är hög, men tiden är lång och mängden av varje behandling är begränsad. Gaponenko et al. framställd amorf BaTiO3/SiO2 flerskiktsstruktur genom centrifugering och värmebehandling sol-gel-metod med god transmissivitet och brytningsindex, och påpekade att brytningsindex för BaTiO3-film kommer att öka med ökningen av solkoncentrationen. År 2007 fångade Liu L:s forskargrupp framgångsrikt det mycket fluorescerande och ljusstabila Eu3+metalljon-/sensibilisatorkomplexet i silikabaserade nanokompositer och dopad torr gel med hjälp av solgelmetoden. I flera kombinationer av olika derivat av sensibilisatorer för sällsynta jordartsmetaller och nanoporösa mallar av kiseldioxid, ger användningen av 1,10-fenantrolin (OP) sensibilisator i tetraetoxisilan (TEOS) mall den bästa fluorescensdopade torra gelen för att testa de spektrala egenskaperna hos Eu3+.
2.5 Mikrovågssyntesmetod
Mikrovågssyntesmetoden är en ny grön och föroreningsfri kemisk syntesmetod jämfört med högtemperaturfasta tillståndsmetoden, som används flitigt i materialsyntes, särskilt inom området för nanomaterialsyntes, som visar god utvecklingstakt. Mikrovågsugn är en elektromagnetisk våg med en våglängd mellan 1nn och 1m. Mikrovågsmetoden är den process där mikroskopiska partiklar inuti utgångsmaterialet genomgår polarisering under påverkan av extern elektromagnetisk fältstyrka. När riktningen för det elektriska mikrovågsfältet ändras, ändras dipolernas rörelse och arrangemangriktning kontinuerligt. Dipolernas hysteresrespons, såväl som omvandlingen av deras egen värmeenergi utan behov av kollision, friktion och dielektrisk förlust mellan atomer och molekyler, uppnår uppvärmningseffekten. På grund av det faktum att mikrovågsuppvärmning enhetligt kan värma upp hela reaktionssystemet och leda energi snabbt, och därigenom främja utvecklingen av organiska reaktioner, jämfört med traditionella beredningsmetoder, har mikrovågssyntesmetoden fördelarna med snabb reaktionshastighet, grön säkerhet, liten och enhetlig materialpartikelstorlek och hög fasrenhet. Men de flesta rapporter använder för närvarande mikrovågsabsorbenter som kolpulver, Fe3O4 och MnO2 för att indirekt ge värme för reaktionen. Ämnen som lätt absorberas av mikrovågor och som själva kan aktivera reaktanterna behöver utforskas ytterligare. Liu et al. kombinerade samfällningsmetoden med mikrovågsmetoden för att syntetisera ren spinell LiMn2O4 med porös morfologi och goda egenskaper.
2.6 Förbränningsmetod
Förbränningsmetoden är baserad på traditionella uppvärmningsmetoder, som använder förbränning av organiskt material för att generera målprodukten efter att lösningen har indunstats till torrhet. Gasen som genereras vid förbränning av organiskt material kan effektivt bromsa uppkomsten av agglomeration. Jämfört med solid state-uppvärmningsmetoden minskar den energiförbrukningen och är lämplig för produkter med låga reaktionstemperaturkrav. Reaktionsprocessen kräver dock tillsats av organiska föreningar, vilket ökar kostnaden. Denna metod har liten bearbetningskapacitet och är inte lämplig för industriell produktion. Produkten som produceras med förbränningsmetoden har en liten och enhetlig partikelstorlek, men på grund av den korta reaktionsprocessen kan det finnas ofullständiga kristaller, vilket påverkar kristallernas luminescensprestanda. Anning et al. använde La2O3, B2O3 och Mg som utgångsmaterial och använde saltassisterad förbränningssyntes för att producera LaB6-pulver i omgångar på kort tid.
3. Tillämpning avsällsynta jordartsmetaller europiumkomplex i fingeravtrycksutveckling
Pulvervisningsmetoden är en av de mest klassiska och traditionella metoderna för fingeravtrycksvisning. För närvarande kan de pulver som visar fingeravtryck delas in i tre kategorier: traditionella pulver, såsom magnetiska pulver som består av fint järnpulver och kolpulver; Metallpulver, såsom guldpulver,silverpulver, och andra metallpulver med en nätverksstruktur; Fluorescerande pulver. Men traditionella pulver har ofta stora svårigheter att visa fingeravtryck eller gamla fingeravtryck på komplexa bakgrundsobjekt och har en viss toxisk effekt på användarnas hälsa. Under de senaste åren har kriminalvetenskaplig och teknisk personal i allt högre grad gynnat användningen av nanofluorescerande material för fingeravtrycksvisning. På grund av de unika självlysande egenskaperna hos Eu3+ och den utbredda tillämpningen avsällsynta jordartsmetallerämnen,sällsynta jordartsmetaller europiumkomplex har inte bara blivit en forskningshotspot inom kriminalteknisk vetenskap, utan ger också bredare forskningsidéer för fingeravtrycksvisning. Emellertid har Eu3+ i vätskor eller fasta ämnen dålig ljusabsorptionsprestanda och måste kombineras med ligander för att sensibilisera och avge ljus, vilket gör det möjligt för Eu3+ att uppvisa starkare och mer ihållande fluorescensegenskaper. För närvarande inkluderar de vanligen använda liganderna främst β-diketoner, karboxylsyror och karboxylatsalter, organiska polymerer, supramolekylära makrocykler, etc. Med den djupgående forskningen och tillämpningen avsällsynta jordartsmetaller europiumkomplex, har det visat sig att i fuktiga miljöer, vibrationer av koordinerande H2O-molekyler ieuropiumkomplex kan orsaka luminescenssläckning. Därför, för att uppnå bättre selektivitet och stark kontrast i fingeravtrycksvisning, måste ansträngningar göras för att studera hur man kan förbättra den termiska och mekaniska stabiliteten hoseuropiumkomplex.
2007 var Liu L:s forskargrupp pionjären med att introduceraeuropiumkomplex inom området fingeravtrycksvisning för första gången hemma och utomlands. De mycket fluorescerande och ljusstabila Eu3+metalljon-/sensibilisatorkomplexen som fångas upp med solgelmetoden kan användas för potentiell fingeravtrycksdetektering på olika kriminaltekniska relaterade material, inklusive guldfolie, glas, plast, färgat papper och gröna blad. Utforskande forskning introducerade beredningsprocessen, UV/Vis-spektra, fluorescensegenskaper och resultat av fingeravtrycksmärkning av dessa nya Eu3+/OP/TEOS nanokompositer.
2014, Seung Jin Ryu et al. bildade först ett Eu3+komplex ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) av hexahydrateuropiumklorid(EuCl3 · 6H2O) och 1-10 fenantrolin (Phen). Genom jonbytesreaktionen mellan mellanskiktet natriumjoner ocheuropiumkomplexa joner, interkalerade nanohybridföreningar (Eu (Phen) 2) 3+-syntetiserad litiumtäljsten och Eu (Phen) 2) 3+- naturlig montmorillonit). Under excitation av en UV-lampa vid en våglängd på 312nm, bibehåller de två komplexen inte bara karakteristiska fotoluminescensfenomen, utan har också högre termisk, kemisk och mekanisk stabilitet jämfört med rena Eu3+-komplex. Men på grund av frånvaron av släckta föroreningsjoner såsom järn i huvuddelen av litiumtäljsten, [Eu (Phen) 2] 3+- litiumtäljsten har bättre luminescensintensitet än [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonit, och fingeravtrycket visar tydligare linjer och starkare kontrast mot bakgrunden. År 2016, V Sharma et al. syntetiserat strontiumaluminat (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nanofluorescerande pulver med förbränningsmetod. Pulvret är lämpligt för visning av färska och gamla fingeravtryck på permeabla och icke permeabla föremål som vanligt färgat papper, förpackningspapper, aluminiumfolie och optiska skivor. Den uppvisar inte bara hög känslighet och selektivitet, utan har också starka och långvariga efterglödsegenskaper. År 2018, Wang et al. preparerade CaS-nanopartiklar (ESM-CaS-NP) dopade medeuropium, samariumoch mangan med en medeldiameter på 30 nm. Nanopartiklarna inkapslades med amfifila ligander, vilket gjorde att de kunde dispergeras enhetligt i vatten utan att förlora sin fluorescenseffektivitet; Sammodifiering av ESM-CaS-NP-ytan med 1-dodecyltiol och 11-merkaptoundekansyra (Arg-DT)/MUA@ESM-CaS NP: er löste framgångsrikt problemet med fluorescenssläckning i vatten och partikelaggregation orsakad av partikelhydrolys i nanofluorescerande pulver. Detta fluorescerande pulver uppvisar inte bara potentiella fingeravtryck på föremål som aluminiumfolie, plast, glas och keramiska plattor med hög känslighet, utan har också ett brett utbud av excitationsljuskällor och kräver ingen dyr bildextraktionsutrustning för att visa fingeravtryck. samma år syntetiserade Wangs forskargrupp en serie ternäraeuropiumkomplex [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] med användning av orto-, meta- och p-metylbensoesyra som den första liganden och orto-fenantrolin som den andra liganden med användning av utfällningsmetod. Under 245nm ultraviolett ljus kan potentiella fingeravtryck på föremål som plast och varumärken tydligt visas. År 2019, Sung Jun Park et al. syntetiserade YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) fosforer genom solvotermisk metod, vilket effektivt förbättrar potentiell fingeravtrycksdetektion och minskar bakgrundsmönsterinterferens. År 2020, Prabakaran et al. utvecklade en fluorescerande Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dextros-komposit, med användning av EuCl3 · 6H20 som prekursor. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 syntetiserades med Phen och 5,5' – DMBP genom en het lösningsmedelsmetod, och sedan Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Cl3 och D-Dextros användes som prekursor för att bilda Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 genom adsorptionsmetod. 3/D-Dextroskomplex. Genom experiment kan kompositen tydligt visa fingeravtryck på föremål som plastflaskkapslar, glasögon och sydafrikansk valuta under excitation av 365nm solljus eller ultraviolett ljus, med högre kontrast och mer stabil fluorescensprestanda. År 2021, Dan Zhang et al. framgångsrikt designat och syntetiserat en ny hexanukleär Eu3+komplex Eu6 (PPA) 18CTP-TPY med sex bindningsställen, som har utmärkt termisk fluorescensstabilitet (<50 ℃) och kan användas för fingeravtrycksvisning. Det krävs dock ytterligare experiment för att bestämma dess lämpliga gästarter. År 2022, L Brini et al. framgångsrikt syntetiserat Eu: Y2Sn2O7 fluorescerande pulver genom samfällningsmetod och ytterligare slipbehandling, vilket kan avslöja potentiella fingeravtryck på trä och ogenomträngliga föremål. Samma år syntetiserade Wangs forskargrupp NaYF4: Yb med hjälp av lösningsmedelstermisk syntesmetod, Er@YVO4 Eu core -skal typ nanofluorescens material, som kan generera röd fluorescens under 254 nm ultraviolett excitation och ljusgrön fluorescens under 980 nm nära-infraröd excitation, vilket uppnår dubbellägesvisning av potentiella fingeravtryck på gästen. Den potentiella fingeravtrycksvisningen på föremål som keramiska plattor, plastark, aluminiumlegeringar, RMB och färgat brevpapper uppvisar hög känslighet, selektivitet, kontrast och stark motståndskraft mot bakgrundsstörningar.
4 Utsikter
De senaste åren har forskningen kringsällsynta jordartsmetaller europiumkomplex har väckt stor uppmärksamhet, tack vare deras utmärkta optiska och magnetiska egenskaper såsom hög luminescensintensitet, hög färgrenhet, lång fluorescenslivslängd, stora energiabsorption och emissionsgap och smala absorptionstoppar. Med den fördjupade forskningen om sällsynta jordartsmetaller blir deras tillämpningar inom olika områden såsom belysning och display, biovetenskap, jordbruk, militär, elektronisk informationsindustri, optisk informationsöverföring, fluorescensbekämpning av förfalskning, fluorescensdetektering, etc. allt mer utbredd. De optiska egenskaperna hoseuropiumkomplex är utmärkta och deras användningsområde expanderar gradvis. Emellertid kommer deras brist på termisk stabilitet, mekaniska egenskaper och bearbetbarhet att begränsa deras praktiska tillämpningar. Ur det aktuella forskningsperspektivet, tillämpningsforskningen av de optiska egenskaperna hoseuropiumkomplex inom det kriminaltekniska området bör främst fokusera på att förbättra de optiska egenskaperna hoseuropiumkomplex och lösa problemen med att fluorescerande partiklar är benägna att aggregeras i fuktiga miljöer, vilket bibehåller stabiliteten och luminescenseffektiviteten hoseuropiumkomplex i vattenlösningar. Nuförtiden har samhällets framsteg och vetenskap och teknik ställt högre krav på framställning av nya material. Samtidigt som den uppfyller applikationsbehoven bör den också överensstämma med egenskaperna hos diversifierad design och låg kostnad. Därför forska vidare omeuropiumkomplex är av stor betydelse för utvecklingen av Kinas rika sällsynta jordartsmetaller och utvecklingen av kriminalvetenskap och teknologi.
Posttid: 2023-nov-01