[发明专利]一种稀土-膦酸超薄二维材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，具体为一种稀土‑膦酸超薄二维材料及其制备方法和应用。本发明的稀土‑膦酸二维材料的分子通式是[M(R‑PO₃)(R‑PO₃H)H₂O]，其中：M是稀土Eu、Tb三价阳离子中的任一种或两者的组合，R‑PO₃是R‑PO₃H₂中有机膦酸基团完全脱质子化的形式，R‑PO₃H是R‑PO₃H₂中有机膦酸基团部分脱质子化的形式，R是间羧基苯基或间异硫氰基苯基；该二维材料由稀土盐与有机膦酸经一步水热制备而得到。本发明提供二维材料针对指纹特征化学物质，通过R基团实现材料与指纹印痕的特异性反应，确保对指纹的精确提取和纹路的清晰。本发明提供的指纹提取材料，制备方法简单、原料易得，指纹提取操作简单，指纹显色清晰，在刑侦中具有应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种稀土-膦酸超薄二维材料及其制备方法和应用。

背景技术

指纹印痕主要是由于手指存在大量排出的汗腺和皮脂腺，因此，只要手指接触到物体表面，就会象印章一样自动留下指纹的印痕。由于指纹的“人体身份证”的特殊性，指纹印痕的提取和显色是刑侦工作中的重要环节。传统的指纹观察方法包括：1）哈气观察法：在光滑物表面哈气观察；（2）肉眼观察法：借助一定的光线、角度进行观察；（3）放大镜观察法：借助放大镜在一定的光线、角度下观察。现代指纹观察方法分为：1）物理法，将特殊粉末撒在物品表面提取出完整的指纹，如：磁粉；2）化学法，即针对汗液中的化合物，利用化学反应提取指纹图案。如：碘熏法、茚三酮染色法等。物理法只能提取金属、塑胶、玻璃等非吸水性物品表面的指纹；化学法主要提取纸张、卡片、皮革、木头等吸水性物品表面的潜指纹。但是，这些方法仍然存在着灵敏度低、背景干扰大的问题。不仅如此，提取的指纹颜色单一，人眼识别度低，需要用特殊仪器进一步读取和分析。因此，急需要开发新型指纹提取材料、方法和技术。

随着材料科学、生命科学的快速发展，新型指纹印痕提取材料、方法和技术不断地涌现。中国专利CN107238704A公布了一种核酸适配体及其在潜指纹显现中的应用。这是一种利用生物化学领域的适配体概念，开发的一种基于核酸适配体的指纹提取技术。但是，这种方法提取时间长，所需材料和操作繁琐，需要专业知识，不利于刑侦现场的使用。金纳米材料虽然也被广泛地应用于指纹提取的研究中（中国司法鉴定 2012,6,49-52），但是这种材料价格昂贵、普适性差，且指纹显现的操作繁琐。中国稀土元素矿产丰富，开发高附加值的功能稀土材料是我国经济发展规划的重要内容。稀土的磁学性质、光学性质在生物医用中的应用已经得到广泛关注。其中，稀土发光具有吸收能力强，转换效率高，抗干扰能力强，发射光谱在紫外到红外光范围可调，特别在可见光区有很强的发射能力。虽然，稀土发光材料已广泛应用在显示显像、新光源、X-射线增光屏等各领域，但是其在刑侦领域尤其是指纹彩色显像领域，功能稀土材料的研究与开发鲜见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备方便，指纹印痕提取、显色效果好的稀土-膦酸超薄二维材料及其制备方法和应用。

本发明所提供的稀土-膦酸二维材料，不仅易于制备，而且表面修饰的化学基团能在温和条件下与指纹中物质发生特征化学反应，从而实现对指纹印痕的选择性附着；稀土元素则能在普通紫外光照射下显示出明亮的、肉眼可见的红色或绿色，识别度高，操作简单，具有潜在的应用于刑侦指纹提取的前景。