錳摻雜氧化鋅和硫化鋅轉光劑及光轉換薄膜的制備與性能.pdf

1、光轉換薄膜一般分為兩種，分別是紅色增光膜和藍光增光膜。紅色增光膜能起到增加有效光、提高棚溫的目的；藍光增光膜不僅能增加有效光通量、提高大棚溫度，而且還能夠抑制病原菌的繁殖，因此，這兩種增光膜在農業(yè)上有廣闊的應用空間。光轉換薄膜的制備方法主要有三種，分別是附染法、母料法和三層共擠法。
　　 截至目前，人們所研究的轉光膜大都是稀土配合物轉光膜，有些已經應用到了實際生產中。但是，由于稀土元素價格昂貴、薄膜的制備工藝和設備比較復雜，限制

2、了它的廣泛應用。因此，制備工藝簡單、價格低廉、性能優(yōu)良的轉光膜已成為農業(yè)以及生物培養(yǎng)所迫切需要研究的一個課題，其結果必將推動農業(yè)科技的發(fā)展，為新型農業(yè)的發(fā)展提供更充足的條件。
　　 轉光劑在光轉換薄膜中起著舉足輕重的作用，只有制備出性能優(yōu)良的轉光劑，才能為光轉換薄膜的制備提供條件。轉光劑的制備方法有很多，例如溶膠-凝膠法、水熱法、溶劑熱法、微乳法、化學氣相沉積法、噴霧熱分解和固相法等。
　　 本文中選用溶膠-凝膠法和溶劑

3、熱法制備了兩種轉光粉體。其中，利用溶膠-凝膠法制備不同Mn摻雜濃度的ZnO：Mn轉光粉；通過溶劑熱法制備不同Mn摻雜濃度的ZnS：Mn轉光粉。本文首先對兩種轉光粉體的形貌、組成以及轉光性能進行研究。然后，對轉光粉進行表面改性。最后，將ZnO：Mn轉光劑與聚乙烯(PE)共混，ZnS：Mn轉光劑與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混，分別制備出兩種光轉換薄膜。
　　 研究發(fā)現(xiàn)：(1)本文所制備的ZnO：Mn粉體粒徑分布比較均勻、表面光滑

4、，為六方纖鋅礦結構。隨著錳的配制濃度的增大，ZnO：Mn的顆粒粒徑減小，而且晶粒出現(xiàn)擇優(yōu)取向生長，呈現(xiàn)長條形貌。通過對轉光劑熒光性能的測試發(fā)現(xiàn)，純氧化鋅的發(fā)光峰位于500～600 nm；摻雜錳離子以后，分別在500 nm和620nm左右出現(xiàn)兩個發(fā)光峰，并且當錳的初始濃度為3％時，ZnO：Mn的發(fā)光性能最好。(2)所制備的ZnS：Mn顆粒為立方閃鋅礦結構的硫化鋅多晶體，呈規(guī)則的球形，顆粒尺寸較均勻，隨著錳離子初始濃度的增加，出現(xiàn)顆粒細化的

5、現(xiàn)象。對ZnS：Mn顆粒進行熒光測試發(fā)現(xiàn)，錳離子的摻入使硫化鋅的發(fā)光峰紅移。(3)通過對改性ZnO：Mn轉光劑/低密度聚乙烯復合薄膜的紫外透射圖譜分析發(fā)現(xiàn)，ZnO：Mn的混入對聚乙烯薄膜的透光率沒有太大影響。(4)通過對改性ZnS：Mn轉光劑/PMMA復合薄膜的熒光圖譜分析發(fā)現(xiàn)，純PMMA薄膜沒有發(fā)光峰，摻入轉光劑后出現(xiàn)了發(fā)光峰，并且隨著錳的初始濃度的增加，560～590 nm處的發(fā)光峰出現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，得到了預期的光轉換效果。