[发明专利]双功能农膜用转光剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，具体涉及一类新的双功能转光剂及其制备方法和应用。

背景技术

众所周知，光是地球上一切生命的能量来源，生命的起源和进化离不开光，生物的结构与功能也要受到光的强烈影响。植物生理研究结果表明，农作物干物质重的90％来源于光合作用。而阳光垂直入射到地面的波长为280nm～3000nm，并非所有波长的光都能被植物利用。叶绿素α，β的吸收光谱有两个峰区：蓝光区(400～480nm)和红橙区(600～680nm)，表明对光合作用有意义的是蓝紫光和红橙光。

植物生理学研究表明不同的光照强度和不同波长的光，对植物的生长和形成的作用是不一样的，如增加红光的照射量会抑制侧根的生长，提高含糖量；增加蓝光的照射量，会抑制叶柄的生长，但能使蛋白质的含量增加；增加紫外光的照射，则会促进温室蔬菜主要病源菌-灰霉菌和子囊菌的形成，同时对高分子薄膜有光氧化破坏作用。然而，由于大气层的影响，对农作物生长有益的蓝光区和红光区的光辐射强度减弱。所以人工模拟植物最佳生长光照环境改善农作物的光照条件，使之处于最佳生长状态对发展高科技农业具有重要意义。

通过在农用薄膜中添加光能转换剂(转光剂)可以增加转光功能，改善棚膜透过光质，促进大棚作物的光合作用。大量的农田应用试验和实地扣棚应用表明，转光膜能能够利用发光材料的转光性能来改善作物光照条件，即增加对植物的蓝光或红光的照射程度，从而使作物根系发达，茎叶茂盛，改善作物品质，实现增产增收。

在转光膜中起决定性作用的是转光剂，在光转换方面，稀土无疑是首选。稀土作为发光材料的宝库，在转光膜的开发中具有天然的优势。目前已有Eu³⁺(Eu(III))有机配合物发光材料和CaS:Eu²⁺稀土无机粉末发光材料用于制造转光农膜，但是它们的耐候性和后加工性能较差；Eu3+的最大发射峰为610nm，半峰宽不足10nm，而植物叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰位于660nm和643nm，显然，叶绿素对Eu(III)配合物转换的光的利用率并不高；且含铕的转光剂的生产成本高，因价格的原因使转光膜的推广应用受到很大限制；稀土硫化物系转光剂的光谱匹配性好，但其耐潮解性差，在树脂中的相容性不好、分散性差，加入高分子材料生产薄膜时，加工性能变差，其应用也受到影响；有机配合物转光剂荧光发射强度高，但在全天候条件下使用时稳定性差，荧光衰减快。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有转光剂的不足，提供一类新的双功能转光剂。

本发明的另一个目的是提供所述双功能转光剂的制备方法。

本发明还有一个目的是提供所述双功能转光剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一类双功能转光剂，其组成由以下通式表示：

Ca_1-x-yBa_xSr_yF₂:Eu，TM

其中：0≤x≤1，0≤y≤1

TM为Sm、Cu、Pr、Tb、Ce、La、Dy、Mn或Ag中的一种或多种。

本发明同时提供了所述双功能转光剂的制备方法，是以氟离子液与碱土无机盐离子液、激活剂Eu²⁺离子液以及其它金属离子的混合液进行反应得到沉淀，将沉淀烘干后于还原气氛下微波加热或高温焙烧制备得到。

所述所述碱土无机盐离子为一元碱土金属离子、二元碱±金属离子和/或三元碱土金属离子。

所述制备方法具体包括以下步骤：

(1)分别配制稀土离子和无机盐溶液；

(2)将稀土离子和无机盐溶液按照一定的摩尔比混合均匀，于搅拌条件下形成共沉淀，离心分离，将沉淀用去离子水洗涤后烘干；

(3)将烘干后的沉淀于还原性气氛下，微波加热或高温焙烧即得所述转光剂。

步骤(1)所述稀土化合物优选Eu₂O₃、Sm₂O₃和/或CeO₂；所述无机盐优选Ca(NO₃)₂·4H₂O、Sr(NO₃)₂和/或Ba(NO₃)₂。

步骤(2)所述稀土离子和无机盐溶液的摩尔比优选0.05％～10％；所述离心的速度优选1000～5000r，烘干的温度优选60℃～100℃。