Cr3+激活的農用膜轉光劑材料的制備及其發(fā)光性能.pdf

1、轉光膜是近年來各國興起的新型功能性薄膜,它能將日光中的紫外光和黃綠光轉換成植物生長可利用的藍光和紅光,從而有效地改善塑棚溫室透過的光質、提高光能綜合利用率,促進作物的早熟和增產。用轉光膜栽培作物,可充分利用清潔、可再生資源—陽光,減少以至最終取消化學肥料和農藥的使用,真正實現高效生態(tài)農業(yè),發(fā)展綠色食品。轉光膜的轉光功能主要是通過在薄膜中添加合適的轉光劑實現的,因而,轉光劑已成為現代化農業(yè)生產的重要物資—第三代物理肥料(光肥)。然而,目前

2、應用的轉光劑具有光譜匹配性較差,化學性質不穩(wěn)定,成本較高等缺點,這在一定程度上限制了轉光膜的應用推廣。本文致力于尋找新的轉光劑材料,以提高轉光劑材料的光譜匹配性,化學穩(wěn)定性,降低成本。具體內容包括:
　　以ZnO,Al(OH)3,GeO2,Cr(NO3)3·9H2O,H3BO3為基本原料,采用高溫固相法合成了ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+熒光粉樣品。實驗發(fā)現,Ge4+替代部分ZnAl2O4:Cr3+中的Al3+而形成

3、ZnAl2-xGe0.75xO4:Cr3+固溶體體系后,樣品發(fā)光明顯增強,且樣品的余輝時間也得到延長。ZnAl2-xGe0.75xO4:Cr3+熒光粉的熒光光譜及漫反射光譜表明,所得到的熒光粉樣品發(fā)射光譜與植物光合作用光譜匹配性良好。結果表明,隨著Ge4+含量增加,樣品發(fā)光強度呈現先增強后減弱趨勢。當x=0.7時,ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+樣品的發(fā)光最強,ZnAl1.3Ge0.525O4:1.0％Cr3+發(fā)光強度幾乎是

4、ZnAl2O4:1.0%Cr3+發(fā)光強度的2倍。在1300℃煅燒下得到的樣品發(fā)光最強,當樣品煅燒時間達2h后,隨著煅燒時間的延長,樣品的發(fā)光基本不變。
　　以Al(OH)3,Cr(NO3)3·9H2O,H3BO3為原料,采用高溫固相法制備了Al18B4O33: Cr3+熒光粉樣品。結果表明,H3BO3對樣品的合成有較大影響,當原料中Al/B摩爾比值為3.5時,得到的樣品發(fā)光最強。樣品的制備條件表明,在1150℃下煅燒1 h即可得到

5、發(fā)光良好的純相樣品。Al18B4O33:Cr3+樣品能有效的將黃橙光轉換為紅光,樣品的發(fā)射光譜與葉綠素的吸收光譜、激發(fā)光譜與葉綠素的反射光譜均具有良好的匹配性,樣品所用原料成本較低,是一種具有良好發(fā)展前景的農用轉光劑材料。
　　以MeNO3(Me=K,Na),Al(NO3)3·9H2O,Cr(NO3)3·9H2O,甘油為原料,采用燃燒法合成了MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K,Na)熒光粉樣品,結果表明,KAl6O9.5:Cr

6、3+和NaAl6O9.5:Cr3+最佳煅燒溫度分別為1100℃和950℃,隨著煅燒時間的延長,MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K,Na)樣品發(fā)光增強,達到一定時間后發(fā)光強度基本保持不變。樣品的熒光光譜表明,MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K,Na)樣品對紫外光和黃橙光具有較強的吸收,而對紅光的吸收則較弱,在520~620 nm黃橙光激發(fā)下可得到660~710 nm的深紅光,KAl6O9.5: Cr3+和NaAl6O9.5: Cr