论文部分内容阅读
转光膜是近年来各国兴起的新型功能性薄膜,它能将日光中的紫外光和黄绿光转换成植物生长可利用的蓝光和红光,从而有效地改善塑棚温室透过的光质、提高光能综合利用率,促进作物的早熟和增产。用转光膜栽培作物,可充分利用清洁、可再生资源——阳光,减少以至最终取消化学肥料和农药的使用,真正实现高效生态农业,发展绿色食品。转光膜的转光功能主要是通过在薄膜中添加合适的转光剂实现的,因而,转光剂已成为现代化农业生产的重要物资——第三代物理肥料(光肥)。然而,目前应用的转光剂具有光谱匹配性较差,化学性质不稳定,成本较高等缺点,这在一定程度上限制了转光膜的应用推广。本文致力于寻找新的转光剂材料,以提高转光剂材料的光谱匹配性,化学稳定性,降低成本。具体内容包括:以ZnO,Al(OH)3,GeO2,Cr(NO3)3·9H2O,H3BO3为基本原料,采用高温固相法合成了ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+荧光粉样品。实验发现,Ge4+替代部分ZnAl2O4:Cr3+中的Al3+而形成ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+固溶体体系后,样品发光明显增强,且样品的余辉时间也得到延长。ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+荧光粉的荧光光谱及漫反射光谱表明,所得到的荧光粉样品发射光谱与植物光合作用光谱匹配性良好。结果表明,随着Ge4+含量增加,样品发光强度呈现先增强后减弱趋势。当x=0.7时,ZnAl2-xGe0.75xO4: Cr3+样品的发光最强,ZnAl1.3Ge0.525O4:1.0%Cr3+发光强度几乎是ZnAl2O4:1.0%Cr3+发光强度的2倍。在1300℃煅烧下得到的样品发光最强,当样品煅烧时间达2h后,随着煅烧时间的延长,样品的发光基本不变。以Al(OH)3,Cr(NO3)3·9H2O,H3BO3为原料,采用高温固相法制备了Al18B4O33: Cr3+荧光粉样品。结果表明,H3BO3对样品的合成有较大影响,当原料中Al/B摩尔比值为3.5时,得到的样品发光最强。样品的制备条件表明,在1150℃下煅烧1h即可得到发光良好的纯相样品。Al18B4O33: Cr3+样品能有效的将黄橙光转换为红光,样品的发射光谱与叶绿素的吸收光谱、激发光谱与叶绿素的反射光谱均具有良好的匹配性,样品所用原料成本较低,是一种具有良好发展前景的农用转光剂材料。以MeNO3(Me=K, Na),Al(NO3)3·9H2O,Cr(NO3)3·9H2O,甘油为原料,采用燃烧法合成了MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K, Na)荧光粉样品,结果表明,KAl6O9.5: Cr3+和NaAl6O9.5: Cr3+最佳煅烧温度分别为1100℃和950℃,随着煅烧时间的延长,MeAl6O9.5: Cr3+(Me=K, Na)样品发光增强,达到一定时间后发光强度基本保持不变。样品的荧光光谱表明,MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K, Na)样品对紫外光和黄橙光具有较强的吸收,而对红光的吸收则较弱,在520~620nm黄橙光激发下可得到660~710nm的深红光,KAl6O9.5: Cr3+和NaAl6O9.5: Cr3+最佳Cr3+掺杂浓度分别为3.5%和2.5%。甘油与金属离子摩尔比(F/M)值为0.4时,MeAl6O9.5:Cr3+(Me=K, Na)荧光粉样品发光最强,当加入适量的助燃剂硝酸铵时,反应燃烧更加充分,制得的产品较纯,发光亮度得到改善。