Ang mga pattern ng papillary sa mga daliri ng tao ay nananatiling hindi nagbabago sa kanilang topological na istraktura mula sa kapanganakan, nagtataglay ng iba't ibang mga katangian mula sa tao hanggang sa tao, at ang mga pattern ng papillary sa bawat daliri ng parehong tao ay magkakaiba din. Ang papilla pattern sa mga daliri ay ridged at ibinahagi na may maraming mga pores ng pawis. Ang katawan ng tao ay patuloy na naglalabas ng mga sangkap na nakabatay sa tubig tulad ng pawis at mga mamantika na sangkap tulad ng langis. Ang mga sangkap na ito ay maglilipat at magdeposito sa bagay kapag sila ay nakipag-ugnay, na bumubuo ng mga impression sa bagay. Dahil mismo sa mga natatanging katangian ng mga hand print, tulad ng kanilang indibidwal na partikularidad, panghabambuhay na katatagan, at mapanimdim na katangian ng mga touch mark na ang mga fingerprint ay naging isang kinikilalang simbolo ng pagsisiyasat ng kriminal at pagkilala ng personal na pagkakakilanlan mula noong unang paggamit ng mga fingerprint para sa personal na pagkakakilanlan sa huling bahagi ng ika-19 na siglo.
Sa pinangyarihan ng krimen, maliban sa three-dimensional at flat colored fingerprints, ang rate ng paglitaw ng mga potensyal na fingerprint ang pinakamataas. Ang mga potensyal na fingerprint ay karaniwang nangangailangan ng visual na pagproseso sa pamamagitan ng pisikal o kemikal na mga reaksyon. Ang mga karaniwang potensyal na paraan ng pagpapaunlad ng fingerprint ay higit sa lahat ay kinabibilangan ng optical development, powder development, at chemical development. Kabilang sa mga ito, ang powder development ay pinapaboran ng mga grassroots unit dahil sa simpleng operasyon nito at mababang gastos. Gayunpaman, ang mga limitasyon ng tradisyonal na powder based na fingerprint display ay hindi na nakakatugon sa mga pangangailangan ng mga kriminal na technician, tulad ng kumplikado at magkakaibang mga kulay at materyales ng bagay sa pinangyarihan ng krimen, at ang mahinang kaibahan sa pagitan ng fingerprint at kulay ng background; Ang laki, hugis, lagkit, ratio ng komposisyon, at pagganap ng mga particle ng pulbos ay nakakaapekto sa pagiging sensitibo ng hitsura ng pulbos; Ang selectivity ng mga tradisyonal na pulbos ay mahirap, lalo na ang pinahusay na adsorption ng mga basang bagay sa pulbos, na lubos na binabawasan ang pag-unlad ng pagpili ng mga tradisyonal na pulbos. Sa mga nagdaang taon, ang mga tauhan ng agham at teknolohiya ng kriminal ay patuloy na nagsasaliksik ng mga bagong materyales at pamamaraan ng synthesis, bukod sa kung saanbihirang lupaAng mga luminescent na materyales ay nakakuha ng atensyon ng mga tauhan ng criminal science at teknolohiya dahil sa kanilang mga natatanging katangian ng luminescent, mataas na contrast, mataas na sensitivity, mataas na selectivity, at mababang toxicity sa paglalapat ng fingerprint display. Ang unti-unting napupuno na 4f orbital ng mga rare earth na elemento ay nagbibigay sa kanila ng napakayaman na antas ng enerhiya, at ang 5s at 5P layer na mga electron orbital ng mga rare earth na elemento ay ganap na napuno. Ang 4f layer na mga electron ay may proteksiyon, na nagbibigay sa 4f layer na mga electron ng kakaibang mode ng paggalaw. Samakatuwid, ang mga elemento ng bihirang lupa ay nagpapakita ng mahusay na photostability at katatagan ng kemikal nang walang photobleaching, na nalampasan ang mga limitasyon ng karaniwang ginagamit na mga organikong tina. Bilang karagdagan,bihirang lupaang mga elemento ay mayroon ding superior electrical at magnetic properties kumpara sa ibang mga elemento. Ang natatanging optical properties ngbihirang lupaAng mga ion, tulad ng mahabang buhay ng fluorescence, maraming makitid na pagsipsip at emission band, at malalaking energy absorption at emission gaps, ay nakakuha ng malawakang atensyon sa nauugnay na pananaliksik ng fingerprint display.
Kabilang sa maramibihirang lupaelemento,europiumay ang pinakakaraniwang ginagamit na materyal na luminescent. Demarcay, ang nakatuklas ngeuropiumnoong 1900, unang inilarawan ang mga matutulis na linya sa spectrum ng pagsipsip ng Eu3+in solution. Noong 1909, inilarawan ni Urban ang cathodoluminescence ngGd2O3: Eu3+. Noong 1920, unang inilathala ni Prandtl ang absorption spectra ng Eu3+, na nagpapatunay sa mga obserbasyon ni De Mare. Ang spectrum ng pagsipsip ng Eu3+ ay ipinapakita sa Figure 1. Ang Eu3+ ay karaniwang matatagpuan sa C2 orbital upang mapadali ang paglipat ng mga electron mula sa 5D0 hanggang 7F2 na antas, at sa gayon ay naglalabas ng pulang fluorescence. Maaaring makamit ng Eu3+ ang isang paglipat mula sa mga electron ng ground state patungo sa pinakamababang antas ng enerhiya ng estado na nasasabik sa loob ng nakikitang hanay ng wavelength ng liwanag. Sa ilalim ng paggulo ng ultraviolet light, ang Eu3+ ay nagpapakita ng malakas na pulang photoluminescence. Ang ganitong uri ng photoluminescence ay hindi lamang naaangkop sa mga Eu3+ion na doped sa mga kristal na substrate o baso, kundi pati na rin sa mga complex na na-synthesize ngeuropiumat mga organikong ligand. Ang mga ligand na ito ay maaaring magsilbi bilang mga antenna upang sumipsip ng luminescence ng paggulo at maglipat ng enerhiya ng paggulo sa mas mataas na antas ng enerhiya ng mga Eu3+ions. Ang pinakamahalagang aplikasyon ngeuropiumay ang pulang fluorescent powderY2O3: Ang Eu3+(YOX) ay isang mahalagang bahagi ng mga fluorescent lamp. Ang red light excitation ng Eu3+ ay maaaring makamit hindi lamang sa pamamagitan ng ultraviolet light, kundi pati na rin ng electron beam (cathodoluminescence), X-ray γ Radiation α o β Particle, electroluminescence, frictional o mechanical luminescence, at mga pamamaraan ng chemiluminescence. Dahil sa mayamang katangian nitong luminescent, ito ay malawakang ginagamit na biological probe sa larangan ng biomedical o biological sciences. Sa mga nagdaang taon, napukaw din nito ang interes sa pananaliksik ng mga tauhan ng agham kriminal at teknolohiya sa larangan ng forensic science, na nagbibigay ng isang mahusay na pagpipilian upang masira ang mga limitasyon ng tradisyonal na paraan ng pulbos para sa pagpapakita ng mga fingerprint, at may makabuluhang kabuluhan sa pagpapabuti ng kaibahan, sensitivity, at selectivity ng fingerprint display.
Larawan 1 Eu3+Absorption Spectrogram
1, Luminescence prinsipyo ngrare earth europiummga complex
Ang ground state at excited state electronic configurations ngeuropiumAng mga ion ay parehong 4fn na uri. Dahil sa napakahusay na epekto ng shielding ng s at d orbitals sa paligid ngeuropiummga ion sa 4f orbital, ang ff transition ngeuropiumAng mga ion ay nagpapakita ng matalim na mga linear na banda at medyo mahabang buhay ng fluorescence. Gayunpaman, dahil sa mababang kahusayan ng photoluminescence ng europium ions sa ultraviolet at nakikitang mga rehiyon ng liwanag, ang mga organikong ligand ay ginagamit upang bumuo ng mga complex na mayeuropiumions upang mapabuti ang absorption coefficient ng ultraviolet at nakikitang liwanag na mga rehiyon. Ang fluorescence na ibinubuga ngeuropiumAng mga complex ay hindi lamang may natatanging mga pakinabang ng mataas na intensity ng fluorescence at mataas na kadalisayan ng fluorescence, ngunit maaari ding mapabuti sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na kahusayan sa pagsipsip ng mga organikong compound sa ultraviolet at nakikitang liwanag na mga rehiyon. Ang enerhiya ng paggulo na kinakailangan para saeuropiumion photoluminescence ay mataas Ang kakulangan ng mababang fluorescence kahusayan. Mayroong dalawang pangunahing prinsipyo ng luminescence ngrare earth europiumcomplexes: ang isa ay photoluminescence, na nangangailangan ng ligand ngeuropiumcomplexes; Ang isa pang aspeto ay ang epekto ng antenna ay maaaring mapabuti ang sensitivity ngeuropiumion luminescence.
Pagkatapos na nasasabik ng panlabas na ultraviolet o nakikitang liwanag, ang organikong ligand sabihirang lupakumplikadong mga transition mula sa ground state na S0 hanggang sa excited na singlet na estado na S1. Ang mga excited na electron ng estado ay hindi matatag at bumabalik sa ground state na S0 sa pamamagitan ng radiation, naglalabas ng enerhiya para sa ligand na naglalabas ng fluorescence, o paulit-ulit na tumalon sa triple excited na estado nito na T1 o T2 sa pamamagitan ng non-radiative na paraan; Ang mga triple excited state ay naglalabas ng enerhiya sa pamamagitan ng radiation upang makagawa ng ligand phosphorescence, o maglipat ng enerhiya sametal europiumions sa pamamagitan ng non-radiative intramolecular energy transfer; Pagkatapos maging excited, lumilipat ang europium ions mula sa ground state patungo sa excited na estado, ateuropiumAng mga ion sa nasasabik na estado ay lumipat sa mababang antas ng enerhiya, sa huli ay bumabalik sa ground state, naglalabas ng enerhiya at bumubuo ng fluorescence. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpapakilala ng naaangkop na mga organikong ligand upang makipag-ugnay sabihirang lupaions at sensitize central metal ions sa pamamagitan ng non radiative energy transfer sa loob ng molecules, ang fluorescence effect ng rare earth ions ay maaaring tumaas nang husto at ang pangangailangan para sa external excitation energy ay maaaring mabawasan. Ang phenomenon na ito ay kilala bilang ang antenna effect ng ligands. Ang energy level diagram ng energy transfer sa Eu3+complexes ay ipinapakita sa Figure 2.
Sa proseso ng paglipat ng enerhiya mula sa triplet na excited na estado patungo sa Eu3+, ang antas ng enerhiya ng ligand triplet na excited na estado ay kinakailangan na mas mataas kaysa o pare-pareho sa antas ng enerhiya ng Eu3+excited na estado. Ngunit kapag ang antas ng enerhiya ng triplet ng ligand ay higit na malaki kaysa sa pinakamababang nasasabik na enerhiya ng estado ng Eu3+, ang kahusayan sa paglipat ng enerhiya ay mababawasan din nang malaki. Kapag ang pagkakaiba sa pagitan ng triplet state ng ligand at ang pinakamababang excited state ng Eu3+ ay maliit, ang fluorescence intensity ay hihina dahil sa impluwensya ng thermal deactivation rate ng triplet state ng ligand. Ang mga β- Diketone complex ay may mga pakinabang ng malakas na UV absorption coefficient, malakas na kakayahan sa koordinasyon, mahusay na paglipat ng enerhiya na maybihirang lupas, at maaaring umiral sa parehong solid at likidong anyo, na ginagawa silang isa sa pinakamalawak na ginagamit na ligand sabihirang lupamga complex.
Figure 2 Energy level diagram ng energy transfer sa Eu3+complex
2.Paraan ng Sintesis ngRare Earth EuropiumMga kumplikado
2.1 Mataas na temperatura solid-state synthesis method
Ang high-temperature solid-state na paraan ay isang karaniwang ginagamit na paraan para sa paghahandabihirang lupaluminescent na materyales, at ito ay malawakang ginagamit sa pang-industriyang produksyon. Ang high-temperature solid-state synthesis method ay ang reaksyon ng mga solid matter interface sa ilalim ng mataas na kondisyon ng temperatura (800-1500 ℃) upang makabuo ng mga bagong compound sa pamamagitan ng diffusing o transporting solid atoms o ions. Ang mataas na temperatura na solid-phase na paraan ay ginagamit upang maghandabihirang lupamga complex. Una, ang mga reactant ay pinaghalo sa isang tiyak na proporsyon, at isang naaangkop na dami ng flux ay idinagdag sa isang mortar para sa masusing paggiling upang matiyak ang pare-parehong paghahalo. Pagkatapos, ang mga ground reactant ay inilalagay sa isang mataas na temperatura na pugon para sa calcination. Sa panahon ng proseso ng calcination, ang oksihenasyon, pagbabawas, o mga inert na gas ay maaaring punan ayon sa mga pangangailangan ng eksperimentong proseso. Pagkatapos ng mataas na temperatura na calcination, nabuo ang isang matrix na may isang tiyak na istraktura ng kristal, at ang activator na mga rare earth ions ay idinagdag dito upang bumuo ng isang luminescent center. Ang calcined complex ay kailangang sumailalim sa paglamig, pagbabanlaw, pagpapatuyo, muling paggiling, kalsinasyon, at pag-screen sa temperatura ng silid upang makuha ang produkto. Sa pangkalahatan, kailangan ang maraming proseso ng paggiling at calcination. Maaaring mapabilis ng maramihang paggiling ang bilis ng reaksyon at gawing mas kumpleto ang reaksyon. Ito ay dahil ang proseso ng paggiling ay nagdaragdag sa lugar ng pakikipag-ugnay ng mga reactant, na lubos na nagpapabuti sa pagsasabog at bilis ng transportasyon ng mga ion at molekula sa mga reactant, sa gayon ay nagpapabuti sa kahusayan ng reaksyon. Gayunpaman, ang iba't ibang oras at temperatura ng calcination ay magkakaroon ng epekto sa istruktura ng nabuong crystal matrix.
Ang high-temperature solid-state na paraan ay may mga pakinabang ng simpleng operasyon ng proseso, mababang gastos, at maikling oras na pagkonsumo, na ginagawa itong isang mature na teknolohiya sa paghahanda. Gayunpaman, ang mga pangunahing disbentaha ng high-temperature solid-state na pamamaraan ay: una, ang kinakailangang temperatura ng reaksyon ay masyadong mataas, na nangangailangan ng mataas na kagamitan at instrumento, kumonsumo ng mataas na enerhiya, at mahirap kontrolin ang kristal na morpolohiya. Ang morpolohiya ng produkto ay hindi pantay, at nagiging sanhi pa ng pagkasira ng estado ng kristal, na nakakaapekto sa pagganap ng luminescence. Pangalawa, ang hindi sapat na paggiling ay nagpapahirap sa mga reactant na maghalo nang pantay, at ang mga particle ng kristal ay medyo malaki. Dahil sa manu-mano o mekanikal na paggiling, ang mga dumi ay hindi maiiwasang magkakahalo upang makaapekto sa luminescence, na nagreresulta sa mababang kadalisayan ng produkto. Ang ikatlong isyu ay hindi pantay na aplikasyon ng patong at mahinang density sa panahon ng proseso ng aplikasyon. Lai et al. nag-synthesize ng serye ng Sr5 (PO4) 3Cl single-phase polychromatic fluorescent powder na doped na may Eu3+at Tb3+ gamit ang tradisyonal na high-temperature solid-state na paraan. Sa ilalim ng near-ultraviolet excitation, maaaring ibagay ng fluorescent powder ang luminescence color ng phosphor mula sa asul na rehiyon patungo sa berdeng rehiyon ayon sa doping concentration, pagpapabuti ng mga depekto ng mababang color rendering index at mataas na nauugnay na temperatura ng kulay sa puting light-emitting diodes. . Ang mataas na pagkonsumo ng enerhiya ay ang pangunahing problema sa synthesis ng borophosphate based fluorescent powder sa pamamagitan ng high-temperature solid-state na paraan. Sa kasalukuyan, parami nang parami ang mga iskolar na nakatuon sa pagbuo at paghahanap ng mga angkop na matrice upang malutas ang problema sa mataas na pagkonsumo ng enerhiya ng high-temperature solid-state na pamamaraan. Noong 2015, si Hasegawa et al. nakumpleto ang low-temperature solid-state na paghahanda ng Li2NaBP2O8 (LNBP) phase gamit ang P1 space group ng triclinic system sa unang pagkakataon. Noong 2020, si Zhu et al. nag-ulat ng isang mababang temperatura na solid-state na ruta ng synthesis para sa isang nobelang Li2NaBP2O8: Eu3+(LNBP: Eu) phosphor, na naggalugad ng mababang pagkonsumo ng enerhiya at murang ruta ng synthesis para sa mga inorganic na phosphor.
2.2 Paraan ng Co precipitation
Ang paraan ng co precipitation ay isa ring karaniwang ginagamit na paraan ng synthesis ng "malambot na kemikal" para sa paghahanda ng mga inorganikong rare earth na luminescent na materyales. Ang paraan ng co precipitation ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng isang precipitant sa reactant, na tumutugon sa mga kation sa bawat reactant upang bumuo ng isang namuo o hydrolyzes ang reactant sa ilalim ng ilang mga kundisyon upang bumuo ng mga oxide, hydroxides, insoluble salts, atbp. Ang target na produkto ay nakuha sa pamamagitan ng pagsasala, paglalaba, pagpapatuyo, at iba pang proseso. Ang mga bentahe ng paraan ng co precipitation ay simpleng operasyon, maikling oras na pagkonsumo, mababang pagkonsumo ng enerhiya, at mataas na kadalisayan ng produkto. Ang pinakatanyag na bentahe nito ay ang maliit na laki ng butil nito ay maaaring direktang makabuo ng mga nanocrystals. Ang mga disbentaha ng paraan ng co precipitation ay: una, ang produkto aggregation phenomenon na nakuha ay malala, na nakakaapekto sa luminescent performance ng fluorescent material; Pangalawa, ang hugis ng produkto ay hindi malinaw at mahirap kontrolin; Pangatlo, mayroong ilang mga kinakailangan para sa pagpili ng mga hilaw na materyales, at ang mga kondisyon ng pag-ulan sa pagitan ng bawat reactant ay dapat na magkapareho o magkapareho hangga't maaari, na hindi angkop para sa aplikasyon ng maraming mga bahagi ng system. K. Petcharoen et al. synthesized spherical magnetite nanoparticle gamit ang ammonium hydroxide bilang isang precipitant at chemical co precipitation method. Ang acetic acid at oleic acid ay ipinakilala bilang mga ahente ng patong sa panahon ng paunang yugto ng pagkikristal, at ang laki ng magnetite nanoparticle ay kinokontrol sa loob ng saklaw ng 1-40nm sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura. Ang mahusay na dispersed magnetite nanoparticle sa may tubig na solusyon ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabago sa ibabaw, pagpapabuti ng agglomeration phenomenon ng mga particle sa co precipitation method. Kee et al. inihambing ang mga epekto ng hydrothermal method at co precipitation method sa hugis, istraktura, at laki ng particle ng Eu-CSH. Itinuro nila na ang hydrothermal method ay bumubuo ng mga nanoparticle, habang ang co precipitation method ay bumubuo ng submicron prismatic particle. Kung ikukumpara sa co precipitation method, ang hydrothermal method ay nagpapakita ng mas mataas na crystallinity at mas mahusay na photoluminescence intensity sa paghahanda ng Eu-CSH powder. JK Han et al. bumuo ng isang novel co precipitation method gamit ang isang non aqueous solvent na N, N-dimethylformamide (DMF) upang ihanda ang (Ba1-xSrx) 2SiO4: Eu2 phosphors na may makitid na sukat na distribution at mataas na quantum efficiency malapit sa spherical nano o submicron size particles. Maaaring bawasan ng DMF ang mga reaksyon ng polymerization at pabagalin ang rate ng reaksyon sa panahon ng proseso ng pag-ulan, na tumutulong upang maiwasan ang pagsasama-sama ng particle.
2.3 Paraan ng hydrothermal/solvent thermal synthesis
Nagsimula ang hydrothermal method noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo nang ginaya ng mga geologist ang natural na mineralization. Sa unang bahagi ng ika-20 siglo, ang teorya ay unti-unting nag-mature at kasalukuyang isa sa mga pinaka-maaasahan na paraan ng kimika ng solusyon. Ang hydrothermal method ay isang proseso kung saan ang singaw ng tubig o may tubig na solusyon ay ginagamit bilang daluyan (upang maghatid ng mga ion at molekular na grupo at maglipat ng presyon) upang maabot ang isang subcritical o supercritical na estado sa isang mataas na temperatura at mataas na presyon na saradong kapaligiran (ang una ay may isang temperatura ng 100-240 ℃, habang ang huli ay may temperatura na hanggang 1000 ℃), mapabilis ang hydrolysis reaction rate ng mga hilaw na materyales, at sa ilalim ng malakas na kombeksyon, Ang mga ion at molekular na grupo ay nagkakalat sa mababang temperatura para sa recrystallization. Ang temperatura, halaga ng pH, oras ng reaksyon, konsentrasyon, at uri ng precursor sa panahon ng proseso ng hydrolysis ay nakakaapekto sa rate ng reaksyon, hitsura ng kristal, hugis, istraktura, at rate ng paglago sa iba't ibang antas. Ang pagtaas ng temperatura ay hindi lamang nagpapabilis sa pagkatunaw ng mga hilaw na materyales, ngunit pinatataas din ang epektibong banggaan ng mga molekula upang itaguyod ang pagbuo ng kristal. Ang iba't ibang mga rate ng paglago ng bawat kristal na eroplano sa mga kristal na pH ay ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa yugto ng kristal, laki, at morpolohiya. Ang haba ng oras ng reaksyon ay nakakaapekto rin sa paglaki ng kristal, at kung mas mahaba ang oras, mas kanais-nais ito para sa paglaki ng kristal.
Ang mga bentahe ng hydrothermal na pamamaraan ay pangunahing makikita sa: una, mataas na kristal na kadalisayan, walang karumihang polusyon, makitid na pamamahagi ng laki ng butil, mataas na ani, at magkakaibang morpolohiya ng produkto; Ang pangalawa ay ang proseso ng operasyon ay simple, ang gastos ay mababa, at ang pagkonsumo ng enerhiya ay mababa. Karamihan sa mga reaksyon ay isinasagawa sa daluyan hanggang mababang temperatura na kapaligiran, at ang mga kondisyon ng reaksyon ay madaling kontrolin. Ang saklaw ng aplikasyon ay malawak at maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa paghahanda ng iba't ibang anyo ng mga materyales; Pangatlo, ang presyon ng polusyon sa kapaligiran ay mababa at ito ay medyo magiliw sa kalusugan ng mga operator. Ang pangunahing kawalan nito ay ang pasimula ng reaksyon ay madaling maapektuhan ng pH, temperatura, at oras sa kapaligiran, at ang produkto ay may mababang nilalaman ng oxygen.
Ang paraan ng solvothermal ay gumagamit ng mga organikong solvent bilang medium ng reaksyon, na higit pang nagpapalawak ng kakayahang magamit ng mga hydrothermal na pamamaraan. Dahil sa makabuluhang pagkakaiba sa pisikal at kemikal na mga katangian sa pagitan ng mga organikong solvent at tubig, ang mekanismo ng reaksyon ay mas kumplikado, at ang hitsura, istraktura, at laki ng produkto ay mas magkakaibang. Nallappan et al. synthesized MoOx crystals na may iba't ibang morphologies mula sa sheet hanggang nanorod sa pamamagitan ng pagkontrol sa oras ng reaksyon ng hydrothermal method gamit ang sodium dialkyl sulfate bilang crystal directing agent. Dianwen Hu et al. synthesized composite materials batay sa polyoxymolybdenum cobalt (CoPMA) at UiO-67 o naglalaman ng mga bipyridyl group (UiO-bpy) gamit ang solvothermal method sa pamamagitan ng pag-optimize ng mga kondisyon ng synthesis.
2.4 Paraan ng sol gel
Ang paraan ng sol gel ay isang tradisyunal na pamamaraan ng kemikal upang maghanda ng mga inorganikong functional na materyales, na malawakang ginagamit sa paghahanda ng mga metal na nanomaterial. Noong 1846, unang ginamit ng Elbelmen ang pamamaraang ito upang ihanda ang SiO2, ngunit hindi pa mature ang paggamit nito. Ang paraan ng paghahanda ay pangunahin upang magdagdag ng bihirang earth ion activator sa paunang solusyon ng reaksyon upang gawing pabagu-bago ang solvent upang makagawa ng gel, at ang handa na gel ay nakakakuha ng target na produkto pagkatapos ng paggamot sa temperatura. Ang pospor na ginawa ng paraan ng sol gel ay may mahusay na morpolohiya at mga katangian ng istruktura, at ang produkto ay may maliit na pare-parehong laki ng butil, ngunit ang ningning nito ay kailangang mapabuti. Ang proseso ng paghahanda ng paraan ng sol-gel ay simple at madaling patakbuhin, ang temperatura ng reaksyon ay mababa, at ang pagganap ng kaligtasan ay mataas, ngunit ang oras ay mahaba, at ang halaga ng bawat paggamot ay limitado. Gaponenko et al. naghanda ng amorphous na BaTiO3/SiO2 multilayer na istraktura sa pamamagitan ng sentripugasyon at heat treatment sol-gel method na may mahusay na transmissivity at refractive index, at itinuro na ang refractive index ng BaTiO3 film ay tataas sa pagtaas ng konsentrasyon ng sol. Noong 2007, matagumpay na nakuha ng pangkat ng pananaliksik ni Liu L ang mataas na fluorescent at light stable na Eu3+metal ion/sensitizer complex sa silica based nanocomposites at doped dry gel gamit ang sol gel method. Sa ilang kumbinasyon ng iba't ibang derivatives ng mga rare earth sensitizer at silica nanoporous template, ang paggamit ng 1,10-phenanthroline (OP) sensitizer sa template ng tetraethoxysilane (TEOS) ay nagbibigay ng pinakamahusay na fluorescence doped dry gel upang subukan ang spectral na katangian ng Eu3+.
2.5 Paraan ng synthesis ng microwave
Ang Microwave synthesis method ay isang bagong green at pollution-free chemical synthesis method kumpara sa high-temperature solid-state method, na malawakang ginagamit sa material synthesis, lalo na sa larangan ng nanomaterial synthesis, na nagpapakita ng magandang development momentum. Ang microwave ay isang electromagnetic wave na may wavelength sa pagitan ng 1nn at 1m. Ang pamamaraan ng microwave ay ang proseso kung saan ang mga microscopic na particle sa loob ng panimulang materyal ay sumasailalim sa polariseysyon sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na lakas ng electromagnetic field. Habang nagbabago ang direksyon ng microwave electric field, patuloy na nagbabago ang direksyon ng paggalaw at pag-aayos ng mga dipoles. Ang tugon ng hysteresis ng mga dipoles, pati na rin ang conversion ng kanilang sariling thermal energy nang hindi nangangailangan ng banggaan, alitan, at pagkawala ng dielectric sa pagitan ng mga atomo at molekula, ay nakakamit ang epekto ng pag-init. Dahil sa ang katunayan na ang pagpainit ng microwave ay maaaring pantay na magpainit sa buong sistema ng reaksyon at mabilis na magsagawa ng enerhiya, sa gayon ay nagtataguyod ng pag-unlad ng mga organikong reaksyon, kumpara sa mga tradisyonal na pamamaraan ng paghahanda, ang paraan ng synthesis ng microwave ay may mga pakinabang ng mabilis na bilis ng reaksyon, berdeng kaligtasan, maliit at pare-pareho. laki ng butil ng materyal, at mataas na yugto ng kadalisayan. Gayunpaman, karamihan sa mga ulat ay kasalukuyang gumagamit ng microwave absorbers tulad ng carbon powder, Fe3O4, at MnO2 upang hindi direktang magbigay ng init para sa reaksyon. Ang mga sangkap na madaling hinihigop ng mga microwave at maaaring i-activate ang mga reactant mismo ay nangangailangan ng karagdagang paggalugad. Liu et al. pinagsama ang co precipitation method sa microwave method para ma-synthesize ang pure spinel LiMn2O4 na may porous morphology at magandang katangian.
2.6 Paraan ng pagkasunog
Ang paraan ng pagkasunog ay batay sa mga tradisyonal na pamamaraan ng pag-init, na gumagamit ng pagkasunog ng organikong bagay upang makabuo ng target na produkto pagkatapos na ang solusyon ay sumingaw sa pagkatuyo. Ang gas na nabuo sa pamamagitan ng pagkasunog ng organikong bagay ay maaaring epektibong makapagpabagal sa paglitaw ng pagsasama-sama. Kung ikukumpara sa paraan ng pag-init ng solid-state, binabawasan nito ang pagkonsumo ng enerhiya at angkop para sa mga produktong may mababang mga kinakailangan sa temperatura ng reaksyon. Gayunpaman, ang proseso ng reaksyon ay nangangailangan ng pagdaragdag ng mga organikong compound, na nagpapataas ng gastos. Ang pamamaraang ito ay may maliit na kapasidad sa pagproseso at hindi angkop para sa pang-industriyang produksyon. Ang produkto na ginawa sa pamamagitan ng paraan ng pagkasunog ay may maliit at pare-parehong laki ng butil, ngunit dahil sa maikling proseso ng reaksyon, maaaring mayroong hindi kumpletong mga kristal, na nakakaapekto sa luminescence na pagganap ng mga kristal. Anning et al. gumamit ng La2O3, B2O3, at Mg bilang panimulang materyales at gumamit ng salt assisted combustion synthesis upang makagawa ng LaB6 powder sa mga batch sa maikling panahon.
3. Paglalapat ngrare earth europiummga kumplikado sa pagbuo ng fingerprint
Ang paraan ng pagpapakita ng pulbos ay isa sa mga pinaka-klasiko at tradisyonal na pamamaraan ng pagpapakita ng fingerprint. Sa kasalukuyan, ang mga pulbos na nagpapakita ng mga fingerprint ay maaaring nahahati sa tatlong kategorya: mga tradisyonal na pulbos, tulad ng mga magnetic powder na binubuo ng pinong iron powder at carbon powder; Mga pulbos na metal, tulad ng gintong pulbos,pulbos na pilak, at iba pang mga pulbos na metal na may istraktura ng network; Fluorescent powder. Gayunpaman, kadalasang nahihirapan ang mga tradisyonal na pulbos sa pagpapakita ng mga fingerprint o lumang fingerprint sa mga kumplikadong bagay sa background, at may tiyak na nakakalason na epekto sa kalusugan ng mga gumagamit. Sa nakalipas na mga taon, ang mga tauhan ng kriminal na agham at teknolohiya ay lalong pinapaboran ang aplikasyon ng mga nano fluorescent na materyales para sa pagpapakita ng fingerprint. Dahil sa mga natatanging katangian ng luminescent ng Eu3+ at ang malawakang paggamit ngbihirang lupamga sangkap,rare earth europiumang mga complex ay hindi lamang naging isang research hotspot sa larangan ng forensic science, ngunit nagbibigay din ng mas malawak na mga ideya sa pananaliksik para sa pagpapakita ng fingerprint. Gayunpaman, ang Eu3+sa mga likido o solid ay may mahinang pagganap sa pagsipsip ng liwanag at kailangang pagsamahin sa mga ligand upang maging sensitize at maglabas ng liwanag, na nagbibigay-daan sa Eu3+ na magpakita ng mas malakas at mas patuloy na mga katangian ng fluorescence. Sa kasalukuyan, ang mga karaniwang ginagamit na ligand ay pangunahing kinabibilangan ng β- Diketones, carboxylic acids at carboxylate salts, organic polymers, supramolecular macrocycles, atbp. Gamit ang malalim na pananaliksik at aplikasyon ngrare earth europiumcomplexes, ito ay natagpuan na sa mahalumigmig na kapaligiran, ang vibration ng koordinasyon H2O molecules saeuropiumang mga complex ay maaaring maging sanhi ng luminescence quenching. Samakatuwid, upang makamit ang mas mahusay na pagpili at malakas na kaibahan sa pagpapakita ng fingerprint, kailangang gumawa ng mga pagsisikap upang pag-aralan kung paano pagbutihin ang thermal at mekanikal na katatagan ngeuropiummga complex.
Noong 2007, ang pangkat ng pananaliksik ni Liu L ang nanguna sa pagpapakilalaeuropiumcomplex sa larangan ng pagpapakita ng fingerprint sa unang pagkakataon sa loob at labas ng bansa. Ang mataas na fluorescent at light stable na Eu3+metal ion/sensitizer complex na nakuha ng sol gel method ay maaaring gamitin para sa potensyal na fingerprint detection sa iba't ibang forensic related na materyales, kabilang ang gold foil, salamin, plastik, may kulay na papel at berdeng dahon. Ipinakilala ng Exploratory research ang proseso ng paghahanda, UV/Vis spectra, mga katangian ng fluorescence, at mga resulta ng pag-label ng fingerprint ng mga bagong Eu3+/OP/TEOS nanocomposite na ito.
Noong 2014, si Seung Jin Ryu et al. unang nabuo ang isang Eu3+complex ([EuCl2 (Phen) 2 (H2O) 2] Cl · H2O) sa pamamagitan ng hexahydrateeuropium chloride(EuCl3 · 6H2O) at 1-10 phenanthroline (Phen). Sa pamamagitan ng ion exchange reaction sa pagitan ng interlayer sodium ions ateuropiumcomplex ions, intercalated nano hybrid compounds (Eu (Phen) 2) 3+- synthesized lithium soap stone at Eu (Phen) 2) 3+- natural montmorillonite) ay nakuha. Sa ilalim ng paggulo ng isang UV lamp sa isang wavelength na 312nm, ang dalawang complex ay hindi lamang nagpapanatili ng mga katangian ng photoluminescence phenomena, ngunit mayroon ding mas mataas na thermal, kemikal, at mekanikal na katatagan kumpara sa mga purong Eu3+ complex. Gayunpaman, dahil sa kawalan ng mga quenched impurity ions tulad ng iron sa pangunahing katawan ng lithium soapstone, [Eu (Phen) 2] 3+- lithium soapstone ay may mas mahusay luminescence intensity kaysa sa [Eu (Phen) 2] 3+- montmorillonite, at ang fingerprint ay nagpapakita ng mas malinaw na mga linya at mas malakas na contrast sa background. Noong 2016, si V Sharma et al. synthesized strontium aluminate (SrAl2O4: Eu2+, Dy3+) nano fluorescent powder gamit ang combustion method. Ang pulbos ay angkop para sa pagpapakita ng sariwa at lumang mga fingerprint sa mga bagay na natatagusan at hindi natatagusan tulad ng ordinaryong may kulay na papel, packaging paper, aluminum foil, at optical disc. Hindi lamang ito nagpapakita ng mataas na sensitivity at selectivity, ngunit mayroon ding malakas at pangmatagalang afterglow na katangian. Noong 2018, si Wang et al. naghanda ng CaS nanoparticle (ESM-CaS-NP) na doped saeuropium, samarium, at manganese na may average na diameter na 30nm. Ang mga nanoparticle ay na-encapsulated na may amphiphilic ligands, na nagpapahintulot sa kanila na maging pantay-pantay dispersed sa tubig nang hindi nawawala ang kanilang fluorescence kahusayan; Ang co modification ng ESM-CaS-NP surface na may 1-dodecylthiol at 11-mercaptoundecanoic acid (Arg-DT)/ MUA@ESM-CaS NPs ay matagumpay na nalutas ang problema ng fluorescence quenching sa tubig at particle aggregation na dulot ng particle hydrolysis sa nano fluorescent pulbos. Ang fluorescent powder na ito ay hindi lamang nagpapakita ng mga potensyal na fingerprint sa mga bagay tulad ng aluminum foil, plastic, glass, at ceramic tile na may mataas na sensitivity, ngunit mayroon ding malawak na hanay ng mga excitation light source at hindi nangangailangan ng mamahaling kagamitan sa pagkuha ng imahe upang magpakita ng mga fingerprint. sa parehong taon, ang pangkat ng pananaliksik ni Wang ay nag-synthesize ng isang serye ng ternaryeuropiumcomplexes [Eu (m-MA) 3 (o-Phen)] gamit ang ortho, meta, at p-methylbenzoic acid bilang unang ligand at ortho phenanthroline bilang pangalawang ligand gamit ang precipitation method. Sa ilalim ng 245nm ultraviolet light irradiation, maaaring malinaw na maipakita ang mga potensyal na fingerprint sa mga bagay gaya ng mga plastik at trademark. Noong 2019, si Sung Jun Park et al. synthesized YBO3: Ln3+(Ln=Eu, Tb) phosphors sa pamamagitan ng solvothermal method, na epektibong pinapabuti ang potensyal na fingerprint detection at binabawasan ang background pattern interference. Noong 2020, Prabakaran et al. bumuo ng fluorescent Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3/D-Dextrose composite, gamit ang EuCl3 · 6H20 bilang precursor. Na [Eu (5,5 '- DMBP) (phen) 3] Na-synthesize ang Cl3 gamit ang Phen at 5,5′ – DMBP sa pamamagitan ng mainit na paraan ng solvent, at pagkatapos ay Na [Eu (5,5'- DMBP) (phen) 3] Ginamit ang Cl3 at D-Dextrose bilang pasimula sa pagbuo ng Na [Eu (5,50 DMBP) (phen) 3] · Cl3 sa pamamagitan ng paraan ng adsorption. 3/D-Dextrose complex. Sa pamamagitan ng mga eksperimento, malinaw na maipapakita ng composite ang mga fingerprint sa mga bagay tulad ng mga takip ng plastik na bote, baso, at pera sa South Africa sa ilalim ng excitement ng 365nm na sikat ng araw o ultraviolet light, na may mas mataas na contrast at mas matatag na pagganap ng fluorescence. Noong 2021, si Dan Zhang et al. matagumpay na idinisenyo at na-synthesize ang isang nobelang hexanuclear Eu3+complex Eu6 (PPA) 18CTP-TPY na may anim na binding site, na may mahusay na fluorescence thermal stability (<50 ℃) at maaaring magamit para sa fingerprint display. Gayunpaman, kailangan ng karagdagang mga eksperimento upang matukoy ang angkop na mga guest species nito. Noong 2022, L Brini et al. matagumpay na na-synthesize ang Eu: Y2Sn2O7 fluorescent powder sa pamamagitan ng co precipitation method at karagdagang grinding treatment, na maaaring magbunyag ng mga potensyal na fingerprint sa kahoy at impermeable na mga bagay. Sa parehong taon, na-synthesize ng research group ni Wang ang NaYF4: Yb gamit ang solvent thermal synthesis method, Er@YVO4 Eu core -shell type nanofluorescence material, na maaaring makabuo ng red fluorescence sa ilalim ng 254nm ultraviolet excitation at maliwanag na berdeng fluorescence sa ilalim ng 980nm near-infrared excitation, na nakakamit ng dual mode display ng mga potensyal na fingerprint sa bisita. Ang potensyal na fingerprint display sa mga bagay gaya ng ceramic tiles, plastic sheets, aluminum alloys, RMB, at colored letterhead paper ay nagpapakita ng mataas na sensitivity, selectivity, contrast, at malakas na pagtutol sa background interference.
4 Pananaw
Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sarare earth europiumAng mga complex ay nakakaakit ng maraming pansin, salamat sa kanilang mahusay na optical at magnetic na mga katangian tulad ng mataas na intensity ng luminescence, mataas na kadalisayan ng kulay, mahabang buhay ng fluorescence, malaking pagsipsip ng enerhiya at mga puwang sa paglabas, at makitid na mga taluktok ng pagsipsip. Sa pagpapalalim ng pananaliksik sa mga bihirang materyal sa lupa, ang kanilang mga aplikasyon sa iba't ibang larangan tulad ng pag-iilaw at pagpapakita, bioscience, agrikultura, militar, industriya ng elektronikong impormasyon, paghahatid ng optical na impormasyon, fluorescence anti-counterfeiting, fluorescence detection, atbp. Ang optical properties ngeuropiumang mga complex ay mahusay, at ang kanilang mga larangan ng aplikasyon ay unti-unting lumalawak. Gayunpaman, ang kanilang kakulangan ng thermal stability, mechanical properties, at processability ay maglilimita sa kanilang mga praktikal na aplikasyon. Mula sa kasalukuyang pananaw ng pananaliksik, ang pagsasaliksik ng aplikasyon ng mga optical na katangian ngeuropiumang mga complex sa larangan ng forensic science ay dapat na pangunahing tumutok sa pagpapabuti ng optical properties ngeuropiumcomplexes at paglutas ng mga problema ng mga fluorescent na particle na madaling magsama-sama sa mga mahalumigmig na kapaligiran, pinapanatili ang katatagan at kahusayan ng luminescence ngeuropiummga complex sa may tubig na solusyon. Sa ngayon, ang pag-unlad ng lipunan at agham at teknolohiya ay naglagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa paghahanda ng mga bagong materyales. Habang natutugunan ang mga pangangailangan sa aplikasyon, dapat din itong sumunod sa mga katangian ng sari-sari na disenyo at mababang gastos. Samakatuwid, ang karagdagang pananaliksik saeuropiumAng mga complex ay may malaking kahalagahan para sa pagpapaunlad ng mayamang mapagkukunan ng bihirang lupa ng Tsina at sa pag-unlad ng agham at teknolohiyang kriminal.
Oras ng post: Nob-01-2023