Cr3+激活的農(nóng)用膜轉(zhuǎn)光劑材料的制備及其發(fā)光性能.pdf

1、轉(zhuǎn)光膜是近年來(lái)各國(guó)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(zhuǎn)換成植物生長(zhǎng)可利用的藍(lán)光和紅光,從而有效地改善塑棚溫室透過(guò)的光質(zhì)、提高光能綜合利用率,促進(jìn)作物的早熟和增產(chǎn)。用轉(zhuǎn)光膜栽培作物,可充分利用清潔、可再生資源—陽(yáng)光,減少以至最終取消化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用,真正實(shí)現(xiàn)高效生態(tài)農(nóng)業(yè),發(fā)展綠色食品。轉(zhuǎn)光膜的轉(zhuǎn)光功能主要是通過(guò)在薄膜中添加合適的轉(zhuǎn)光劑實(shí)現(xiàn)的,因而,轉(zhuǎn)光劑已成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物資—第三代物理肥料(光肥)。然而,目前

2、應(yīng)用的轉(zhuǎn)光劑具有光譜匹配性較差,化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,成本較高等缺點(diǎn),這在一定程度上限制了轉(zhuǎn)光膜的應(yīng)用推廣。本文致力于尋找新的轉(zhuǎn)光劑材料,以提高轉(zhuǎn)光劑材料的光譜匹配性,化學(xué)穩(wěn)定性,降低成本。具體內(nèi)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),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(qiáng),且樣品的余輝時(shí)間也得到延長(zhǎng)。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(jié)果表明,隨著Ge4+含量增加,樣品發(fā)光強(qiáng)度呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱趨勢(shì)。當(dāng)x=0.7時(shí),ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+樣品的發(fā)光最強(qiáng),ZnAl1.3Ge0.525O4:1.0％Cr3+發(fā)光強(qiáng)度幾乎是

4、ZnAl2O4:1.0%Cr3+發(fā)光強(qiáng)度的2倍。在1300℃煅燒下得到的樣品發(fā)光最強(qiáng),當(dāng)樣品煅燒時(shí)間達(dá)2h后,隨著煅燒時(shí)間的延長(zhǎng),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(jié)果表明,H3BO3對(duì)樣品的合成有較大影響,當(dāng)原料中Al/B摩爾比值為3.5時(shí),得到的樣品發(fā)光最強(qiáng)。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(zhuǎn)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(nóng)用轉(zhuǎn)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(jié)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(shí)間的延長(zhǎng),MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K,Na)樣品發(fā)光增強(qiáng),達(dá)到一定時(shí)間后發(fā)光強(qiáng)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(duì)紫外光和黃橙光具有較強(qiáng)的吸收,而對(duì)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