[发明专利]一种近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法

说明书

本发明提供一种紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法。本发明的远红光荧光粉为式Ⅰ表示的化合物：Tb_1‑yRE_yM_xAl_11‑zO_18+x:zCr³⁺，其中，M包含Zn和Mg的一种或两种，x=0或1.0；RE包含Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的一种或两种，取值范围为0≤y＜0.9;Cr³⁺的取值范围为0z≤0.25。以Tb₄O₇、RE₂O₃、Al(OH)₃、Cr₂O₃、ZnO和MgO等为原料，在空气中，采用高温固相法在1400‑1600℃灼烧4‑6 h。本发明的荧光粉具有将近紫外光和绿光转换为远红光的性质，其发射光谱与植物P_FR色素的吸收光谱相吻合。该荧光粉用于制造农用转光膜、转光夹层玻璃，或用于制造基于近紫外芯片350‑400 nm的植物照明LED灯，可以获得植物生长最佳作用光谱，使农作物在最佳光照环境下生长，光合效率高。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法。

背景技术

地球上生命赖以生存的能量来自太阳，光合作用是能够捕获光能的唯一的生物学途径。光合作用在绿色植物的叶绿体中进行，其过程是叶绿体中的叶绿素ab分子（Chla,b）主要吸收蓝光和红光，将CO₂和H₂O合成碳水化合物并放出氧气。Hoover曲线表明，在可见光区域，660 nm红光和440 nm蓝光的相对光合效率分别为100%和80%；LED光质实验进一步表明，当红/蓝光辐照强度比为3:1（3R1B）时，作物生长处于最佳状态。另外，Hoover曲线表明，紫外光和远红光也是植物生长不能缺少的。Hoover曲线代表着植物最佳生长作用光谱。

目前，改善作物的光照环境有两种方式，一种是在野外的设施农业的塑料棚膜中加入光能转换材料（简称转光剂），将农作物吸收较少的绿光转换成红光、同时将部分紫外光转换成蓝光或红光，提高光合效率。另一种是采用植物照明LED灯辐照作物，室内植物工厂里的作物生长完全依赖LED灯的光谱质量。

近年来，许多研究者着眼于研究远红光荧光粉用于植物照明、食品分析和医疗等，但都是基于蓝光芯片的LED灯，没见基于紫外光芯片激发的植物照明LED灯的报道。基于蓝光芯片的LED灯由于缺少近紫外光成分，发射光谱组成与Hoover曲线不匹配、难以达到植物最佳生长作用光谱，室内植物工厂里的作物难以达到最佳生长状态。野外设施农业的塑料棚膜内也需要补充远红光，添加紫外光和绿光同时转换成远红光的材料，也可以实现棚内光照环境接近植物最佳生长作用光谱。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的是提供近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法，该远红光荧光粉的发射光谱与绿色植物光敏色素P_FR吸收光谱匹配程度高，应用于农膜，可以同时将紫外光和绿光转换成远红光，应用于植物照明LED灯，可以与紫转蓝、紫转红荧光粉复配、制备基于近紫外光的LED灯、发射出植物最佳生长作用光谱。而且可以人工调节红光（R）和远红光（FR）的光通量比来促进植物的生长。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:

本发明的第一个方面提供了一种远红光荧光粉，所述远红光荧光粉为式Ⅰ表示的化合物: