Các mẫu nhú trên ngón tay của con người về cơ bản không thay đổi trong cấu trúc tôpô của chúng từ khi sinh ra, sở hữu các đặc điểm khác nhau từ người này sang người khác và các mẫu nhú trên mỗi ngón tay của cùng một người cũng khác nhau. Mẫu nhú trên ngón tay được gặm và phân phối với nhiều lỗ chân lông mồ hôi. Cơ thể con người liên tục tiết ra các chất dựa trên nước như mồ hôi và các chất nhờn như dầu. Những chất này sẽ chuyển và gửi vào đối tượng khi chúng tiếp xúc, hình thành ấn tượng trên đối tượng. Đó chính xác là do các đặc điểm độc đáo của các bản in tay, chẳng hạn như tính đặc thù cá nhân, sự ổn định suốt đời và bản chất phản chiếu của các dấu hiệu cảm ứng mà dấu vân tay đã trở thành một biểu tượng được công nhận của điều tra hình sự và nhận dạng bản sắc cá nhân kể từ lần đầu tiên sử dụng dấu vân tay để nhận dạng cá nhân vào cuối thế kỷ 19.
Tại hiện trường vụ án, ngoại trừ dấu vân tay ba chiều và màu phẳng, tỷ lệ xuất hiện của dấu vân tay tiềm năng là cao nhất. Dấu vân tay tiềm năng thường yêu cầu xử lý thị giác thông qua các phản ứng vật lý hoặc hóa học. Các phương pháp phát triển vân tay tiềm năng phổ biến chủ yếu bao gồm phát triển quang học, phát triển bột và phát triển hóa chất. Trong số đó, sự phát triển bột được ưa chuộng bởi các đơn vị cơ sở do hoạt động đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, những hạn chế của dấu vân tay truyền thống hiển thị không còn đáp ứng nhu cầu của các kỹ thuật viên tội phạm, chẳng hạn như màu sắc và vật liệu đa dạng và đa dạng của đối tượng tại hiện trường vụ án, và sự tương phản kém giữa dấu vân tay và màu nền; Kích thước, hình dạng, độ nhớt, tỷ lệ thành phần và hiệu suất của các hạt bột ảnh hưởng đến độ nhạy của sự xuất hiện của bột; Tính chọn lọc của bột truyền thống là kém, đặc biệt là sự hấp phụ nâng cao của các vật ướt trên bột, giúp giảm đáng kể sự chọn lọc của các loại bột truyền thống. Trong những năm gần đây, nhân viên khoa học hình sự và công nghệ đã liên tục nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và vật liệu mới, trong đóTrái đất hiếmCác vật liệu phát quang đã thu hút sự chú ý của nhân viên khoa học và công nghệ hình sự do tính chất phát quang độc đáo của chúng, độ tương phản cao, độ nhạy cao, độ chọn lọc cao và độc tính thấp trong ứng dụng hiển thị dấu vân tay. Các quỹ đạo 4F dần dần của các nguyên tố đất hiếm cho chúng với các mức năng lượng rất phong phú, và các quỹ đạo điện tử 5S và 5p của các nguyên tố đất hiếm được lấp đầy hoàn toàn. Các electron lớp 4F được che chắn, tạo cho các electron lớp 4F một chế độ chuyển động duy nhất. Do đó, các yếu tố trái đất hiếm thể hiện khả năng quang hóa tuyệt vời và độ ổn định hóa học mà không cần quang hóa, khắc phục những hạn chế của thuốc nhuộm hữu cơ thường được sử dụng. Ngoài ra,Trái đất hiếmCác yếu tố cũng có tính chất điện và từ tính vượt trội so với các yếu tố khác. Các thuộc tính quang học độc đáo củaTrái đất hiếmCác ion, chẳng hạn như tuổi thọ huỳnh quang dài, nhiều dải hấp thụ và phát xạ hẹp, và khoảng cách hấp thụ năng lượng và phát xạ lớn, đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong nghiên cứu liên quan đến hiển thị dấu vân tay.
Trong số rất nhiềuTrái đất hiếmcác yếu tố,Europiumlà vật liệu phát quang được sử dụng phổ biến nhất. Demarcay, người phát hiện raEuropiumNăm 1900, lần đầu tiên mô tả các đường sắc nét trong phổ hấp thụ của EU3+trong dung dịch. Năm 1909, thành thị mô tả sự phát quang củaGD2O3: EU3+. Năm 1920, PRANDTL lần đầu tiên công bố phổ hấp thụ của EU3+, xác nhận các quan sát của De Mare. Phổ hấp thụ của EU3+được thể hiện trong Hình 1. EU3+thường nằm trên quỹ đạo C2 để tạo điều kiện cho việc chuyển đổi các electron từ mức 5D0 sang 7F2, do đó giải phóng huỳnh quang màu đỏ. EU3+có thể đạt được sự chuyển đổi từ các electron trạng thái mặt đất sang mức năng lượng trạng thái kích thích thấp nhất trong phạm vi bước sóng ánh sáng có thể nhìn thấy. Dưới sự kích thích của ánh sáng cực tím, EU3+thể hiện sự phát quang màu đỏ mạnh. Loại phát quang này không chỉ áp dụng cho các ion EU3+pha tạp trong các chất nền hoặc kính tinh thể, mà còn cho các phức hợp được tổng hợp vớiEuropiumvà phối tử hữu cơ. Các phối tử này có thể phục vụ như ăng -ten để hấp thụ phát quang kích thích và chuyển năng lượng kích thích đến mức năng lượng cao hơn của các ion EU3+. Ứng dụng quan trọng nhất củaEuropiumlà bột huỳnh quang màu đỏY2O3: EU3+(YOX) là một thành phần quan trọng của đèn huỳnh quang. Sự kích thích ánh sáng màu đỏ của EU3+có thể đạt được không chỉ bằng ánh sáng cực tím mà còn bởi chùm electron (phát quang cpatodolumin), tia X γ bức xạ α hoặc hạt β, phương pháp phát quang, ma sát hoặc phát quang cơ học. Do tính chất phát quang phong phú của nó, nó là một đầu dò sinh học được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học y sinh hoặc sinh học. Trong những năm gần đây, nó cũng đã khơi dậy mối quan tâm nghiên cứu của nhân viên khoa học và công nghệ hình sự trong lĩnh vực khoa học pháp y, cung cấp một lựa chọn tốt để vượt qua những hạn chế của phương pháp bột truyền thống để hiển thị dấu vân tay và có ý nghĩa đáng kể trong việc cải thiện độ tương phản, độ nhạy và độ chọn lọc của hiển thị dấu vân tay.
Hình 1 Phổ hấp thụ EU3+
1, Nguyên tắc phát quang củaEuropium đất hiếmphức tạp
Trạng thái cơ bản và cấu hình điện tử trạng thái kích thích củaEuropiumCác ion đều là loại 4FN. Do hiệu ứng che chắn tuyệt vời của các quỹ đạo S và D xung quanhEuropiumcác ion trên các quỹ đạo 4F, các chuyển đổi FF củaEuropiumCác ion thể hiện các dải tuyến tính sắc nét và tuổi thọ huỳnh quang tương đối dài. Tuy nhiên, do hiệu quả phát quang thấp của các ion Europium ở vùng tia cực tím và có thể nhìn thấyEuropiumCác ion để cải thiện hệ số hấp thụ của các vùng tia cực tím và có thể nhìn thấy. Sự phát huỳnh quang phát ra bởiEuropiumCác phức hợp không chỉ có những ưu điểm độc đáo của cường độ huỳnh quang cao và độ tinh khiết huỳnh quang cao, mà còn có thể được cải thiện bằng cách sử dụng hiệu quả hấp thụ cao của các hợp chất hữu cơ trong các vùng tia cực tím và có thể nhìn thấy. Năng lượng kích thích cần thiết choEuropiumPhotolumin phát quang ở mức độ thiếu hụt hiệu quả huỳnh quang thấp. Có hai nguyên tắc phát quang chính củaEuropium đất hiếmcác phức hợp: một là phát quang, đòi hỏi phải có phối tử củaEuropiumphức tạp; Một khía cạnh khác là hiệu ứng ăng ten có thể cải thiện độ nhạy củaEuropiumphát quang ion.
Sau khi bị kích thích bởi tia cực tím bên ngoài hoặc ánh sáng có thể nhìn thấy, phối tử hữu cơ trongTrái đất hiếmChuyển đổi phức tạp từ trạng thái cơ bản S0 sang S1 S1 phấn khởi. Các electron trạng thái kích thích không ổn định và trở lại trạng thái cơ bản S0 thông qua bức xạ, giải phóng năng lượng cho phối tử phát ra huỳnh quang hoặc nhảy vào trạng thái ba kích thích T1 hoặc T2 của nó thông qua các phương tiện không bức xạ; Triple kích thích các trạng thái giải phóng năng lượng thông qua bức xạ để tạo ra sự lân quang phối tử, hoặc chuyển năng lượng đểEuropium kim loạicác ion thông qua truyền năng lượng nội phân tử không bức xạ; Sau khi bị kích thích, các ion Europium chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích vàEuropiumCác ion trong trạng thái kích thích chuyển sang mức năng lượng thấp, cuối cùng trở lại trạng thái cơ bản, giải phóng năng lượng và tạo ra huỳnh quang. Do đó, bằng cách giới thiệu các phối tử hữu cơ thích hợp để tương tác vớiTrái đất hiếmCác ion và nhạy cảm hóa các ion kim loại trung tâm thông qua truyền năng lượng không bức xạ trong các phân tử, hiệu ứng huỳnh quang của các ion đất hiếm có thể được tăng lên rất nhiều và yêu cầu về năng lượng kích thích bên ngoài có thể giảm. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng ăng -ten của phối tử. Sơ đồ mức năng lượng của truyền năng lượng trong các phức EU3+được thể hiện trong Hình 2.
Trong quá trình truyền năng lượng từ trạng thái kích thích bộ ba sang EU3+, mức năng lượng của trạng thái kích thích bộ ba phối tử được yêu cầu cao hơn hoặc phù hợp với mức năng lượng của trạng thái kích thích EU3+. Nhưng khi mức năng lượng bộ ba của phối tử lớn hơn nhiều so với năng lượng trạng thái kích thích thấp nhất của EU3+, hiệu quả truyền năng lượng cũng sẽ giảm đáng kể. Khi sự khác biệt giữa trạng thái bộ ba của phối tử và trạng thái kích thích thấp nhất của EU3+là nhỏ, cường độ huỳnh quang sẽ suy yếu do ảnh hưởng của tốc độ hủy kích hoạt nhiệt của trạng thái bộ ba của phối tử. Các phức hợp diketone có những ưu điểm của hệ số hấp thụ tia cực tím mạnh, khả năng phối hợp mạnh mẽ, truyền năng lượng hiệu quả vớiTrái đất hiếmS, và có thể tồn tại ở cả hai dạng rắn và lỏng, khiến chúng trở thành một trong những phối tử được sử dụng rộng rãi nhất trongTrái đất hiếmphức tạp.
Hình 2 Sơ đồ mức năng lượng của truyền năng lượng trong phức hợp EU3+
2. Phương pháp tổng hợp củaEuropium đất hiếmPhức tạp
2.1 Phương pháp tổng hợp trạng thái rắn nhiệt độ cao
Phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao là một phương pháp thường được sử dụng để chuẩn bịTrái đất hiếmVật liệu phát quang, và nó cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Phương pháp tổng hợp trạng thái rắn ở nhiệt độ cao là phản ứng của các giao diện vật chất rắn trong điều kiện nhiệt độ cao (800-1500) để tạo ra các hợp chất mới bằng cách khuếch tán hoặc vận chuyển các nguyên tử hoặc ion rắn. Phương pháp pha rắn nhiệt độ cao được sử dụng để chuẩn bịTrái đất hiếmphức tạp. Đầu tiên, các chất phản ứng được trộn theo một tỷ lệ nhất định và một lượng thông lượng thích hợp được thêm vào vữa để mài kỹ để đảm bảo trộn đồng đều. Sau đó, các chất phản ứng mặt đất được đặt trong lò nhiệt độ cao để nung. Trong quá trình nung, quá trình oxy hóa, khử hoặc khí trơ có thể được lấp đầy theo nhu cầu của quá trình thử nghiệm. Sau khi nung nhiệt độ cao, một ma trận có cấu trúc tinh thể cụ thể được hình thành và các ion đất hiếm kích hoạt được thêm vào nó để tạo thành một trung tâm phát quang. Khu phức hợp được nung cần phải trải qua làm mát, rửa sạch, sấy khô, mài lại, nung và sàng lọc ở nhiệt độ phòng để có được sản phẩm. Nói chung, cần có nhiều quá trình mài và nung. Nhiều mài có thể tăng tốc tốc độ phản ứng và làm cho phản ứng hoàn thiện hơn. Điều này là do quá trình mài làm tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, cải thiện đáng kể tốc độ khuếch tán và vận chuyển của các ion và phân tử trong các chất phản ứng, do đó cải thiện hiệu quả phản ứng. Tuy nhiên, thời gian nung và nhiệt độ khác nhau sẽ có tác động đến cấu trúc của ma trận tinh thể được hình thành.
Phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao có những ưu điểm của hoạt động quy trình đơn giản, chi phí thấp và tiêu thụ thời gian ngắn, làm cho nó trở thành một công nghệ chuẩn bị trưởng thành. Tuy nhiên, những nhược điểm chính của phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao là: Thứ nhất, nhiệt độ phản ứng cần thiết quá cao, đòi hỏi thiết bị và dụng cụ cao, tiêu thụ năng lượng cao và rất khó để kiểm soát hình thái tinh thể. Hình thái sản phẩm là không đồng đều, và thậm chí khiến trạng thái tinh thể bị hỏng, ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang. Thứ hai, mài không đủ khiến các chất phản ứng khó trộn đều, và các hạt tinh thể tương đối lớn. Do mài thủ công hoặc cơ học, các tạp chất chắc chắn được trộn lẫn để ảnh hưởng đến sự phát quang, dẫn đến độ tinh khiết của sản phẩm thấp. Vấn đề thứ ba là ứng dụng lớp phủ không đồng đều và mật độ kém trong quá trình ứng dụng. Lai et al. tổng hợp một loạt các loại bột polychromatic một pha SR5 (PO4) 3Cl pha tạp với EU3+và TB3+bằng phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao truyền thống. Dưới sự kích thích gần như ultraviolet, bột huỳnh quang có thể điều chỉnh màu phát quang của phốt pho từ vùng màu xanh sang vùng màu xanh lá cây theo nồng độ pha tạp, cải thiện các khiếm khuyết của chỉ số hiển thị màu thấp và nhiệt độ màu liên quan cao trong các điốt phát sáng màu trắng. Tiêu thụ năng lượng cao là vấn đề chính trong việc tổng hợp các loại bột huỳnh quang dựa trên borophosphate bằng phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao. Hiện tại, ngày càng có nhiều học giả cam kết phát triển và tìm kiếm các ma trận phù hợp để giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng cao của phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao. Năm 2015, Hasegawa et al. Đã hoàn thành giai đoạn chuẩn bị trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp của giai đoạn LI2NABP2O8 (LNBP) bằng cách sử dụng nhóm không gian P1 của hệ thống triclinic lần đầu tiên. Năm 2020, Zhu et al. đã báo cáo một lộ trình tổng hợp trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp cho một phốt pho LI2NABP2O8 mới lạ: EU3+(LNBP: EU), khám phá mức tiêu thụ năng lượng thấp và con đường tổng hợp chi phí thấp cho photpho vô cơ.
2.2 Phương pháp kết tủa CO
Phương pháp kết tủa CO cũng là một phương pháp tổng hợp hóa học mềm thường được sử dụng để chuẩn bị các vật liệu phát quang đất hiếm vô cơ. Phương pháp kết tủa CO liên quan đến việc thêm chất kết tủa vào chất phản ứng, phản ứng với các cation trong mỗi chất phản ứng để tạo thành kết tủa hoặc thủy phân chất phản ứng trong một số điều kiện nhất định để tạo thành oxit, hydroxit, muối không hòa tan, v.v. Ưu điểm của phương pháp kết tủa CO là hoạt động đơn giản, tiêu thụ thời gian ngắn, mức tiêu thụ năng lượng thấp và độ tinh khiết của sản phẩm cao. Ưu điểm nổi bật nhất của nó là kích thước hạt nhỏ của nó có thể trực tiếp tạo ra các tinh thể nano. Các nhược điểm của phương pháp kết tủa CO là: Thứ nhất, hiện tượng tổng hợp sản phẩm thu được là nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang của vật liệu huỳnh quang; Thứ hai, hình dạng của sản phẩm không rõ ràng và khó kiểm soát; Thứ ba, có một số yêu cầu nhất định đối với việc lựa chọn nguyên liệu thô và các điều kiện kết tủa giữa mỗi chất phản ứng phải tương tự hoặc giống hệt nhau nhất có thể, điều này không phù hợp cho việc áp dụng nhiều thành phần hệ thống. K. Petcharoen et al. Các hạt nano từ tính hình cầu tổng hợp sử dụng ammonium hydroxit làm phương pháp kết tủa kết tủa và hóa học. Axit axetic và axit oleic được giới thiệu là tác nhân lớp phủ trong giai đoạn kết tinh ban đầu và kích thước của hạt nano từ tính được kiểm soát trong phạm vi 1-40nm bằng cách thay đổi nhiệt độ. Các hạt nano từ tính phân tán tốt trong dung dịch nước thu được thông qua sửa đổi bề mặt, cải thiện hiện tượng kết tụ của các hạt trong phương pháp kết tủa CO. Kee et al. so sánh các tác động của phương pháp thủy nhiệt và phương pháp kết tủa CO đối với hình dạng, cấu trúc và kích thước hạt của EU-CSH. Họ chỉ ra rằng phương pháp thủy nhiệt tạo ra các hạt nano, trong khi phương pháp kết tủa CO tạo ra các hạt hình hình ống dẫn tinh. So với phương pháp kết tủa CO, phương pháp thủy nhiệt thể hiện độ kết tinh cao hơn và cường độ phát quang tốt hơn trong việc chuẩn bị bột EU-CSH. JK Han et al. đã phát triển một phương pháp kết tủa CO mới bằng cách sử dụng dung môi N, N-dimethylformamide (DMF) không dung dịch nước để chuẩn bị (BA1-XSRX) 2SIO4: Phospho Eu2 với phân bố kích thước hẹp và hiệu quả lượng tử cao gần các hạt kích thước nano hoặc subicron. DMF có thể làm giảm các phản ứng trùng hợp và làm chậm tốc độ phản ứng trong quá trình kết tủa, giúp ngăn chặn sự kết tập của hạt.
2.3 Phương pháp tổng hợp nhiệt thủy nhiệt/dung môi
Phương pháp thủy nhiệt bắt đầu vào giữa thế kỷ 19 khi các nhà địa chất mô phỏng quá trình khoáng hóa tự nhiên. Vào đầu thế kỷ 20, lý thuyết đã dần trưởng thành và hiện là một trong những phương pháp hóa học giải pháp hứa hẹn nhất. Phương pháp thủy nhiệt là một quá trình trong đó hơi nước hoặc dung dịch nước được sử dụng làm môi trường (để vận chuyển các ion và nhóm phân tử và áp suất truyền) để đạt đến trạng thái cận lâm sàng hoặc siêu tới Các nhóm khuếch tán đến nhiệt độ thấp để kết tinh lại. Nhiệt độ, giá trị pH, thời gian phản ứng, nồng độ và loại tiền chất trong quá trình thủy phân ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, sự xuất hiện tinh thể, hình dạng, cấu trúc và tốc độ tăng trưởng ở các mức độ khác nhau. Sự gia tăng nhiệt độ không chỉ làm tăng tốc độ hòa tan của nguyên liệu thô, mà còn làm tăng sự va chạm hiệu quả của các phân tử để thúc đẩy sự hình thành tinh thể. Tốc độ tăng trưởng khác nhau của từng mặt phẳng tinh thể trong các tinh thể pH là các yếu tố chính ảnh hưởng đến pha tinh thể, kích thước và hình thái. Độ dài của thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng tinh thể, và thời gian càng dài, nó càng thuận lợi hơn cho sự phát triển tinh thể.
Những ưu điểm của phương pháp thủy nhiệt chủ yếu được biểu hiện trong: thứ nhất, độ tinh khiết tinh thể cao, không có ô nhiễm tạp chất, phân bố kích thước hạt hẹp, năng suất cao và hình thái sản phẩm đa dạng; Thứ hai là quá trình vận hành rất đơn giản, chi phí thấp và mức tiêu thụ năng lượng thấp. Hầu hết các phản ứng được thực hiện trong môi trường nhiệt độ trung bình đến thấp và các điều kiện phản ứng rất dễ kiểm soát. Phạm vi ứng dụng rộng và có thể đáp ứng các yêu cầu chuẩn bị của các hình thức vật liệu khác nhau; Thứ ba, áp lực của ô nhiễm môi trường là thấp và nó tương đối thân thiện với sức khỏe của các nhà khai thác. Hạn chế chính của nó là tiền thân của phản ứng dễ dàng bị ảnh hưởng bởi độ pH, nhiệt độ và thời gian môi trường và sản phẩm có hàm lượng oxy thấp.
Phương pháp hòa tan sử dụng dung môi hữu cơ làm môi trường phản ứng, mở rộng hơn nữa khả năng ứng dụng của các phương pháp thủy nhiệt. Do sự khác biệt đáng kể về tính chất vật lý và hóa học giữa dung môi hữu cơ và nước, cơ chế phản ứng phức tạp hơn và sự xuất hiện, cấu trúc và kích thước của sản phẩm đa dạng hơn. Nallappan et al. Các tinh thể moox tổng hợp với các hình thái khác nhau từ tấm đến nanorod bằng cách kiểm soát thời gian phản ứng của phương pháp thủy nhiệt bằng cách sử dụng natri dialkyl sulfate làm tác nhân đạo diễn tinh thể. Dianwen Hu et al. Vật liệu tổng hợp tổng hợp dựa trên cobalt polyoxymolybden (COPMA) và UIO-67 hoặc chứa các nhóm bipyridyl (UIO-BPY) bằng phương pháp solvome bằng cách tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp.
Phương pháp gel 2.4 sol
Phương pháp sol gel là một phương pháp hóa học truyền thống để chuẩn bị các vật liệu chức năng vô cơ, được sử dụng rộng rãi trong việc điều chế vật liệu nano kim loại. Vào năm 1846, Elbelmen lần đầu tiên sử dụng phương pháp này để chuẩn bị SiO2, nhưng việc sử dụng nó vẫn chưa trưởng thành. Phương pháp chuẩn bị chủ yếu để thêm chất kích hoạt ion đất hiếm trong dung dịch phản ứng ban đầu để tạo ra dung môi biến động để tạo gel, và gel chuẩn bị có được sản phẩm mục tiêu sau khi xử lý nhiệt độ. Phosphor được sản xuất bởi phương pháp gel sol có hình thái và đặc điểm cấu trúc tốt, và sản phẩm có kích thước hạt nhỏ đồng đều, nhưng độ sáng của nó cần phải được cải thiện. Quá trình chuẩn bị của phương pháp sol-gel rất đơn giản và dễ vận hành, nhiệt độ phản ứng thấp và hiệu suất an toàn cao, nhưng thời gian dài và lượng của mỗi lần điều trị bị hạn chế. Gaponenko et al. Chuẩn bị cấu trúc đa lớp batio3/SiO2 vô định hình bằng phương pháp ly tâm và xử lý nhiệt sol-gel với độ truyền tốt và chỉ số khúc xạ, và chỉ ra rằng chỉ số khúc xạ của màng Batio3 sẽ tăng khi tăng nồng độ sol. Vào năm 2007, nhóm nghiên cứu của Liu đã nắm bắt thành công phức hợp ion/chất nhạy cảm kim loại EU3+ổn định cao trong các nanocomposites dựa trên silica và gel khô pha tạp bằng phương pháp gel sol. Trong một số kết hợp các dẫn xuất khác nhau của các chất nhạy cảm trái đất hiếm và các mẫu nano silica, việc sử dụng chất nhạy cảm 1,10-phenanthroline (OP) trong mẫu tetraethoxysilane (TEOS) cung cấp gel khô phát huỳnh quang tốt nhất để kiểm tra các tính chất phổ của EU3+.
Phương pháp tổng hợp vi sóng 2.5
Phương pháp tổng hợp vi sóng là một phương pháp tổng hợp hóa học màu xanh lá cây và không có ô nhiễm mới so với phương pháp trạng thái rắn nhiệt độ cao, được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp vật liệu, đặc biệt là trong lĩnh vực tổng hợp vật liệu nano, cho thấy động lực phát triển tốt. Lò vi sóng là một sóng điện từ với bước sóng từ 1nn đến 1m. Phương pháp vi sóng là quá trình trong đó các hạt siêu nhỏ bên trong vật liệu ban đầu trải qua quá trình phân cực dưới ảnh hưởng của cường độ trường điện từ bên ngoài. Khi hướng của điện trường vi sóng thay đổi, chuyển động và hướng sắp xếp của các lưỡng cực thay đổi liên tục. Phản ứng trễ của các lưỡng cực, cũng như chuyển đổi năng lượng nhiệt của chính chúng mà không cần va chạm, ma sát và mất điện môi giữa các nguyên tử và phân tử, đạt được hiệu ứng sưởi ấm. Do thực tế là sưởi ấm vi sóng có thể làm nóng toàn bộ hệ thống phản ứng và tiến hành năng lượng nhanh chóng, do đó thúc đẩy tiến trình của các phản ứng hữu cơ, so với các phương pháp chuẩn bị truyền thống, phương pháp tổng hợp vi sóng có ưu điểm của tốc độ phản ứng nhanh, an toàn xanh, kích thước hạt vật liệu nhỏ và đồng đều và độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, hầu hết các báo cáo hiện đang sử dụng các chất hấp thụ vi sóng như bột carbon, Fe3O4 và MnO2 để gián tiếp cung cấp nhiệt cho phản ứng. Các chất dễ dàng được hấp thụ bởi lò vi sóng và có thể tự kích hoạt các chất phản ứng cần khám phá thêm. Liu et al. Kết hợp phương pháp kết tủa CO với phương pháp vi sóng để tổng hợp spinel limn2o4 tinh khiết với hình thái xốp và tính chất tốt.
2.6 Phương pháp đốt
Phương pháp đốt dựa trên các phương pháp sưởi ấm truyền thống, sử dụng quá trình đốt chất hữu cơ để tạo ra sản phẩm mục tiêu sau khi dung dịch bị bay hơi đến khô. Khí được tạo ra bởi sự đốt cháy của chất hữu cơ có thể làm chậm hiệu quả sự xuất hiện của sự kết tụ. So với phương pháp sưởi ấm trạng thái rắn, nó làm giảm mức tiêu thụ năng lượng và phù hợp cho các sản phẩm có yêu cầu nhiệt độ phản ứng thấp. Tuy nhiên, quá trình phản ứng đòi hỏi phải bổ sung các hợp chất hữu cơ, làm tăng chi phí. Phương pháp này có khả năng xử lý nhỏ và không phù hợp cho sản xuất công nghiệp. Sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp đốt có kích thước hạt nhỏ và đồng đều, nhưng do quá trình phản ứng ngắn, có thể có các tinh thể không hoàn chỉnh, ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang của các tinh thể. Anning et al. Đã sử dụng LA2O3, B2O3 và MG làm vật liệu bắt đầu và tổng hợp đốt cháy hỗ trợ muối để sản xuất bột Lab6 theo lô trong một khoảng thời gian ngắn.
3. Ứng dụng củaEuropium đất hiếmcác phức hợp trong phát triển dấu vân tay
Phương pháp hiển thị bột là một trong những phương pháp hiển thị dấu vân tay cổ điển và truyền thống nhất. Hiện tại, các loại bột hiển thị dấu vân tay có thể được chia thành ba loại: bột truyền thống, chẳng hạn như bột từ tính bao gồm bột sắt mịn và bột carbon; Bột kim loại, chẳng hạn như bột vàng,Bột bạcvà các loại bột kim loại khác với cấu trúc mạng; Bột huỳnh quang. Tuy nhiên, các loại bột truyền thống thường gặp khó khăn lớn trong việc hiển thị dấu vân tay hoặc dấu vân tay cũ trên các đối tượng nền phức tạp và có tác dụng độc hại nhất định đối với sức khỏe của người dùng. Trong những năm gần đây, nhân viên khoa học hình sự và công nghệ đã ngày càng ủng hộ việc áp dụng các vật liệu huỳnh quang nano để hiển thị dấu vân tay. Do các đặc tính phát quang duy nhất của EU3+và ứng dụng rộng rãi củaTrái đất hiếmcác chất,Europium đất hiếmCác khu phức hợp không chỉ trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học pháp y, mà còn cung cấp các ý tưởng nghiên cứu rộng hơn cho việc hiển thị dấu vân tay. Tuy nhiên, EU3+trong chất lỏng hoặc chất rắn có hiệu suất hấp thụ ánh sáng kém và cần được kết hợp với phối tử để nhạy cảm và phát ra ánh sáng, cho phép EU3+thể hiện các đặc tính huỳnh quang mạnh mẽ và dai dẳng hơn. Hiện tại, các phối tử thường được sử dụng chủ yếu bao gồm β- diketones, axit cacboxylic và muối carboxylate, polyme hữu cơ, macrocycles siêu phân tử, vv với nghiên cứu chuyên sâu và ứng dụngEuropium đất hiếmcác phức hợp, người ta đã phát hiện ra rằng trong môi trường ẩm ướt, sự rung động của các phân tử H2O phối hợpEuropiumCác phức hợp có thể gây ra sự dập tắt phát quang. Do đó, để đạt được sự chọn lọc tốt hơn và độ tương phản mạnh mẽ trong hiển thị dấu vân tay, cần phải nỗ lực để nghiên cứu cách cải thiện sự ổn định nhiệt và cơ học củaEuropiumphức tạp.
Năm 2007, nhóm nghiên cứu của Liu là người tiên phong giới thiệuEuropiumCác phức tạp vào lĩnh vực hiển thị dấu vân tay lần đầu tiên trong và ngoài nước. Các phức hợp/chất nhạy cảm/chất nhạy cảm hóa kim loại EU3+ổn định cao có thể được sử dụng để phát hiện dấu vân tay tiềm năng trên các vật liệu pháp y khác nhau, bao gồm lá vàng, thủy tinh, nhựa, giấy màu và lá màu xanh lá cây. Nghiên cứu khám phá đã giới thiệu quá trình chuẩn bị, phổ UV/VIS, đặc điểm huỳnh quang và kết quả ghi nhãn dấu vân tay của các nanocomposites EU3+/OP/TEOS mới này.
Năm 2014, Seung Jin Ryu et al. lần đầu tiên hình thành một phức hợp EU3+([eucl2 (phen) 2 (h2O) 2] cl · h2O) bởi hexahydrateEuropium clorua(EUCL3 · 6H2O) và 1-10 phenanthroline (phen). Thông qua phản ứng trao đổi ion giữa các ion natri xen kẽ vàEuropiumCác ion phức, các hợp chất lai nano xen kẽ (EU (Phen) 2) 3+- Đá xà phòng lithium tổng hợp và EU (Phen) 2) 3+- Montmorillonite tự nhiên) đã thu được. Dưới sự kích thích của đèn UV ở bước sóng 312nm, hai phức hợp không chỉ duy trì hiện tượng phát quang đặc trưng mà còn có độ ổn định nhiệt, hóa học và cơ học cao hơn so với các phức hợp khác của EU3+. Cường độ hơn [EU (Phen) 2] 3+- Montmorillonite và dấu vân tay cho thấy các đường rõ ràng hơn và độ tương phản mạnh hơn với nền. Năm 2016, v Sharma et al. tổng hợp strontium aluminate (SRAL2O4: EU2+, DY3+) Bột huỳnh quang nano bằng phương pháp đốt. Bột phù hợp để hiển thị dấu vân tay tươi và cũ trên các vật thể thấm và không thấm như giấy màu thông thường, giấy đóng gói, giấy nhôm và đĩa quang. Nó không chỉ thể hiện độ nhạy và độ chọn lọc cao, mà còn có các đặc điểm hậu quả mạnh mẽ và lâu dài. Năm 2018, Wang et al. Chuẩn bị các hạt nano CAS (ESM-CAS-NP) pha tạp vớiEuropium, Samariumvà mangan với đường kính trung bình 30nm. Các hạt nano được gói gọn bằng các phối tử lưỡng tính, cho phép chúng được phân tán đồng đều trong nước mà không làm giảm hiệu quả huỳnh quang; CO Sửa đổi bề mặt ESM-CAS-NP với axit 1 dodecylthiol và 11-mercaptoundecanoic (ARG-DT)/ MUA@ESM-CAS đã giải quyết thành công vấn đề dập tắt huỳnh quang trong nước và tập hợp hạt gây ra bởi thủy phân hạt trong bột huỳnh quang nano. Bột huỳnh quang này không chỉ thể hiện dấu vân tay tiềm năng trên các vật thể như giấy nhôm, nhựa, thủy tinh và gốm có độ nhạy cao, mà còn có nhiều nguồn sáng kích thích và không yêu cầu chiết xuất hình ảnh đắt tiền để hiển thị dấu vân tay trong cùng nămEuropiumcác phức chất [EU (M-MA) 3 (O-Phen)] sử dụng axit ortho, meta và p-methylbenzoic làm phối tử đầu tiên và phenanthroline ortho làm phối tử thứ hai sử dụng phương pháp kết tủa. Dưới chiếu xạ ánh sáng cực tím 245nm, dấu vân tay tiềm năng trên các vật thể như nhựa và nhãn hiệu có thể được hiển thị rõ ràng. Năm 2019, Sung Jun Park et al. tổng hợp YBO3: LN3+(LN = EU, TB) phốt pho thông qua phương pháp hòa tan nhiệt, cải thiện hiệu quả phát hiện dấu vân tay tiềm năng và giảm nhiễu mẫu nền. Năm 2020, Mitchakaran et al. đã phát triển một NA huỳnh quang [EU (5,50 DMBP) (PHEN) 3] · CL3/D-Dextrose Composite, sử dụng EUCL3 · 6H20 làm tiền thân. Na [EU (5,5 '- DMBP) (Phen) 3] CL3 được tổng hợp bằng Phen và 5,5 ′- DMBP thông qua phương pháp dung môi nóng, và sau đó Na [EU (5,5'- DMBP) (Phen) 3] phương pháp. Phức hợp 3/d-Dextrose. Thông qua các thí nghiệm, composite có thể hiển thị rõ ràng dấu vân tay trên các vật thể như nắp chai nhựa, kính và tiền tệ Nam Phi dưới sự kích thích của ánh sáng mặt trời 365nm hoặc ánh sáng cực tím, với độ tương phản cao hơn và hiệu suất huỳnh quang ổn định hơn. Năm 2021, Dan Zhang et al. Được thiết kế thành công và tổng hợp một loại hình lục giác mới EU3+EU6 (PPA) 18CTP-TPY với sáu vị trí liên kết, có độ ổn định nhiệt huỳnh quang tuyệt vời (<50 ℃) và có thể được sử dụng để hiển thị dấu vân tay. Tuy nhiên, các thí nghiệm tiếp theo là cần thiết để xác định các loài khách phù hợp của nó. Năm 2022, L Brini et al. Được tổng hợp thành công EU: Y2SN2O7 Bột huỳnh quang thông qua phương pháp kết tủa CO và xử lý mài thêm, có thể tiết lộ dấu vân tay tiềm năng trên các đối tượng gỗ và không thấm nước. Trong cùng năm, nhóm nghiên cứu của Wang Kích thích và huỳnh quang màu xanh lá cây tươi sáng dưới sự kích thích cận hồng ngoại 980nm, đạt được màn hình chế độ kép của dấu vân tay tiềm năng trên khách. Hiển thị dấu vân tay tiềm năng trên các vật thể như gạch gốm, tấm nhựa, hợp kim nhôm, RMB và giấy tiêu đề màu thể hiện độ nhạy cao, độ chọn lọc, độ tương phản và khả năng chống nhiễu nền mạnh mẽ.
4 Triển vọng
Trong những năm gần đây, nghiên cứu vềEuropium đất hiếmCác phức hợp đã thu hút nhiều sự chú ý, nhờ các tính chất quang học và từ tính tuyệt vời của chúng như cường độ phát quang cao, độ tinh khiết màu cao, tuổi thọ huỳnh quang dài, độ hấp thụ năng lượng lớn và khoảng cách phát xạ, và các đỉnh hấp thụ hẹp. Với sự sâu sắc của nghiên cứu về các vật liệu đất hiếm, các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực khác nhau như chiếu sáng và hiển thị, sinh học, nông nghiệp, quân sự, công nghiệp thông tin điện tử, truyền thông tin quang học, tính tự nhiên huỳnh quang, phát hiện huỳnh quang, v.v. đang ngày càng trở nên phổ biến. Các đặc tính quang học củaEuropiumCác phức hợp là tuyệt vời, và các trường ứng dụng của chúng đang dần mở rộng. Tuy nhiên, sự thiếu ổn định nhiệt, tính chất cơ học và khả năng xử lý của họ sẽ hạn chế các ứng dụng thực tế của chúng. Từ góc độ nghiên cứu hiện tại, nghiên cứu ứng dụng của các tính chất quang học củaEuropiumcác phức hợp trong lĩnh vực khoa học pháp y chủ yếu tập trung vào việc cải thiện các tính chất quang học củaEuropiumcác phức hợp và giải quyết các vấn đề của các hạt huỳnh quang dễ bị tổng hợp trong môi trường ẩm ướt, duy trì sự ổn định và hiệu quả phát quang củaEuropiumphức hợp trong dung dịch nước. Ngày nay, sự tiến bộ của xã hội và khoa học và công nghệ đã đưa ra các yêu cầu cao hơn để chuẩn bị các tài liệu mới. Trong khi đáp ứng nhu cầu ứng dụng, nó cũng nên tuân thủ các đặc điểm của thiết kế đa dạng và chi phí thấp. Do đó, nghiên cứu sâu hơn vềEuropiumCác khu phức hợp có ý nghĩa lớn đối với sự phát triển của các nguồn tài nguyên đất hiếm của Trung Quốc và sự phát triển của khoa học và công nghệ hình sự.
Thời gian đăng: Nov-01-2023