应用拉曼光谱鉴别激光打印机和复印机墨粉。

  激光打印机和复印机墨粉是文件检验人员被要求检验的难点材料。传统技术如可见/红外吸收，在墨水检验中比较有效，但不适用于墨粉。其它技术如FTIR技术，对文件是有损的，而且非常耗时，并且成本较高。

Merrill等全面阐述了各种FTIR技术鉴别墨粉。这里我们简要总结了使用拉曼光谱鉴别墨粉的研究。首先我们现在文件上进行原位鉴定，然后在进行提取鉴定。

实验

  本研究使用的墨粉样品列在表1中。

  所有的光谱都使用685nm的FORAM拉曼光谱仪记录。所有的光谱都使用全功率激光5mW。每个样品记录3个光谱，每个光谱扫描6次取平均。每个扫描的积分时间1min。提取步骤，取文件5mm2部分浸泡到2ml丙酮中，然后静置数小时。取约0.3ml到铝箔载玻片上，进行挥发。检测载玻片上残留的物质光谱。

所有光谱基线使用合适的荧光去除滤片校正。

表1 本研究使用的墨粉

结果与讨论

图1 685nm记录的拉曼光谱

  所有光谱显示出清晰的差异。为了确定产生光谱峰的成分，全面搜索了墨粉组成的文献以及专利。墨粉有多种成分混合组成，可能包含可熔树脂、Fe3O4炭黑、染料/颜料、表面活性剂以及电荷控制剂。典型的树脂包含苯乙烯/丁二烯共聚物，聚酯纤维，乙基己基丙烯酸苯乙烯，苯乙烯丙烯酸丁酯以及其它共聚物。

  墨粉的颜色通常通过添加染料进行修饰，如苯胺黑，维多利亚篮，甲基紫，pthalocyanines，偶氮颜料以及吖啶酮。电荷控制剂通常为有机金属复合物，同时也作为染料，或季铵盐。我们记录这些物质成分的光谱。图2展示了其中一部分。

图2 685nm记录的墨粉成分光谱

  许多其它的成分要么有荧光，要么不产生光谱。比较图1中墨粉的成分光谱是非常有意义的。Ricoh7670光谱与非晶碳光谱关联度很高。奇怪的是没有观察到任何树脂峰，而墨粉的60%都是树脂。          HP 6P LaserJet光谱中668cm-1峰好像是由磁铁矿产生。目前，我们无法确定Minolta CF900和Lanier 6765 6755光谱中的主峰是由哪种墨粉成分产生。比较这些光谱峰，区分度为72%。

  提取丙酮溶解成分的目的是浓缩这些成分，这些成分可能是树脂，去除不可溶成分的干扰，如炭黑Fe3O4。图3展示了墨粉提取物的光谱。

图3 685nm记录的墨粉提取物拉曼光谱

  在Sharp SF800墨粉提取物的研究中观察到苯乙烯的光谱峰，这可能是包含苯乙烯共聚物的一部分。图3中显示的其它拉曼光谱的成分也进行了鉴定。比较这些光谱，区分度为84%。

结论

  研究表明使用685nm拉曼光谱可以在文件原位区分墨粉，也可以通过丙酮提取进行鉴别。提取物的区分度为84%，原位鉴定区分度为72%。因为拉曼光谱仪能够检测非常微小的样品，提取浓缩墨粉的方法还可以进一步优化，这样就可以使用非常少量的文件。

【睿鹰】FORAM3 拉曼光谱仪

参考文献

[1] R.A.Merrill, E.G.Bartick and W.D.Mazella, Journal of Forensic Sciences, Vol.41, No.2 March 1996.

[2] Advances in the forensic analysis and dating of inks, R.L.Brunelle and K.R.Crawford, published by “Charles C Thomas”, Springfield, Illinois 2003, Pages 41 – 44.

[3] Electro-photography and Development Physics, L.B.Schein, published by Laplacian Press 1996. Pages 85 – 87.

[4] A.Zoppi, C.Lofrumento, E.M.Castellucci and M.G.Migliorini, Spectroscopy Europe 14/5 (2002), Pages 16 - 20.