一种促进植物生长的荧光粉及其制备方法和应用

本发明涉及荧光材料，特别是涉及一种促进植物生长的荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术：

1、荧光材料是一种光致发光材料，通过吸收外界一定波长的光，立即向外界发出不同波长的光，当入射光停止照射时，发射光立即停止。荧光材料的用途十分广泛，荧光材料除用作染料外，还在有机颜料、光学增白剂、光氧化剂、涂料、化学及生化分析、太阳能捕集器、防伪标记、药物示踪及激光等领域得到了更广泛的应用。尤其是在现在广泛用作照明的led中，荧光材料占据着举足轻重的地位。

2、近些年来，随着白光led用荧光材料在基础研究和实际应用方面的快速发展，越来越多的荧光材料被开发出来，但是由于不同情况下对荧光材料的要求不同。比如说，应用于植物生长的led器件，由于发光二极管的发射光谱与光合色素(叶绿素、类胡萝卜素等)的吸收谱带完全重合，从而促进植物的生长，并影响植物的形态以及不同的生理过程，如开花和光合作用等。因此，led在农业领域作为室内植物栽培的光源已经被积极研究，室内植物栽培是在受控的环境(如光、水、空气、温度和生长介质)中种植植物。

3、室内植物栽培中使用的人工led植物补光灯是影响植物组织生长的重要因素之一。led植物补光灯主要是由蓝光芯片和红色荧光材料组成，红光可以帮助植物开花结果，蓝光可以帮助植物长茎生叶，红蓝光光源可以让植物产生最佳的光合作用，使植物得到最佳的生长状态。但采用红蓝led芯片不仅不利于定量控制植物生长所需的红蓝比，而且存在芯片昂贵，耗能较高难以大面积应用等问题。

4、研究表明，有一种光转换膜可以将太阳光转换为植物生长所需波段并促进植物生长；在一些基质中同时掺入eu和mn能够实现红蓝双带发射，但目前为止这些发光材料的光谱曲线与植物光合作用吸收的光谱曲线差异较大，发光强度较低，而且不能满足不同植物生长所需要的不同的红蓝光比。因此，开发一种可用于不同植物生长的价格低廉且光谱及光强可调的单一基质高红蓝色荧光材料和可充分利用太阳光、成本更低的补光方式很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种促进植物生长的荧光粉及其制备方法和应用，得到的荧光材料可被近紫外光和太阳光激发出波长同时位于400-500nm和600-750nm的红蓝光，且红蓝光可调。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，包括以下步骤，

3、s1、选取锶化合物、钡化合物、镁化合物、硅化合物、钠化合物、钪化合物、铕化合物、锰化合物中的一种或几种，混合原料后研磨至微米级，研磨前加入无水乙醇混合，60-80℃下烘干，得到原料粉末；

4、s2、将s1中的原料粉末放置在管式炉中升温，还原氛围下烧结，冷却至室温后得到煅烧物；

5、s3、对s2中得到的煅烧物进行研磨，得到荧光粉。

6、优选的，s1中，研磨在玛瑙研钵中进行，无水乙醇与混合原料的比例为1-5ml：1-5g，研磨时间为15-30min。

7、进一步优选的，无水乙醇与混合原料的比例为1.4-4.5ml：2-4g，研磨时间为18-26min；更优选的，无水乙醇与混合原料的比例为3.5ml：3g，研磨时间为25min。

8、优选的，烘干温度为65-78℃，烘干时间4-8h，更优选的，烘干温度为60℃，烘干时间为4-6h。

9、优选的，s1中，锶化合物选用碳酸锶，或含锶的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

10、钡化合物采用碳酸钡或含钡的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

11、镁化合物采用氧化镁或含镁的氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

12、硅化合物采用二氧化硅或硅酸；

13、钠化合物采用碳酸钠或含钠的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

14、钪化合物采用氧化钪或含钪的氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

15、铕化合物采用氧化铕或含铕的氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

16、锰化合物采用四水合乙酸锰或含锰的氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐。

17、优选的，s2中，管式炉的升温速率为5℃/min，升温至1200-1500℃，烧结时间为4-8h。

18、更优选的，管式炉的煅烧温度为1200-1300℃，煅烧时间为4-6h。

19、优选的，s2中，还原气氛为三种气体中的一种或多种，第一种为氨气，第二种为按体积百分比由5-25％的氢气和75-95％的氮气组成的混合气体，第三种为按体积百分比由5-25％的一氧化碳和75-95％的氮气组成的混合气体。

20、优选的，s3中，得到的荧光粉粒径为5-10μm，更优选的，粒径为5.6-9.2μm。

21、上述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法制备得到的荧光粉，荧光粉的化学式为(sr1.5-x-ynax)ba1.5(mg1.00-x-zscx)si2o8:yeu2+,zmn2+；其中，0≤x＜0.10，0.01<y＜0.20，0.10<z＜0.20。

22、上述一种促进植物生长的荧光粉的应用，荧光粉应用于与聚丙烯共同制备光转化膜。

23、优选的，荧光粉和聚丙烯的质量比为1-2:10。

24、优选的，光转化膜的厚度为100μm-10mm。

25、因此，本发明的有益效果为：

26、1、本发明制备得到的荧光粉可以被近紫外芯片和太阳光有效激发，发出波长同时位于400-500nm和600-750nm的红蓝光，通过不同原料配比可以对发射光谱的峰位以及强度比进行调节，可提供满足不同植物、不同生长阶段生长所需要的光；

27、2、本发明制得的光转化膜可以将太阳光中植物不需要的波段转化为植物生长需要的波段，充分利用太阳光对植物进行补光从而促进植物生长；

28、3、本发明提供的荧光粉制备方法简单、成本低等优点，适合大规模工业化生产，光转化膜利用太阳光进行补光，绿色环保。

29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：s1中，研磨在玛瑙研钵中进行，无水乙醇与混合原料的比例为1-5ml：1-5g，研磨时间为15-30min。

3.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：s1中，锶化合物选用碳酸锶，或含锶的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐；

4.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：s2中，管式炉的升温速率为5℃/min，升温至1200-1500℃，烧结时间为4-8h。

5.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：s2中，还原气氛为三种气体中的一种或多种，第一种为氨气，第二种为按体积百分比由5-25％的氢气和75-95％的氮气组成的混合气体，第三种为按体积百分比由5-25％的一氧化碳和75-95％的氮气组成的混合气体。

6.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法，其特征在于：s3中，得到的荧光粉粒径为5-10μm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种促进植物生长的荧光粉的制备方法制备得到的荧光粉，其特征在于：荧光粉的化学式为(sr1.5-x-ynax)ba1.5(mg1.00-x-zscx)si2o8:yeu2+,zmn2+；其中，0≤x＜0.10，0.01<y＜0.20，0.10<z＜0.20。

8.根据权利要求7所述的一种促进植物生长的荧光粉的应用，其特征在于：荧光粉应用于与聚丙烯共同制备光转化膜。

9.根据权利要求8所述的一种促进植物生长的荧光粉的应用，其特征在于：荧光粉和聚丙烯的质量比为1-2:10。

10.根据权利要求8所述的一种促进植物生长的荧光粉的应用，其特征在于：光转化膜的厚度为100μm-10mm。

技术总结本发明涉及荧光材料技术领域，公开了一种促进植物生长的荧光粉及其制备方法和应用，包括以下步骤，选取锶化合物、钡化合物、镁化合物、硅化合物、钠化合物、钪化合物、铕化合物、锰化合物中的一种或几种，混合原料后研磨至微米级，烘干，得到原料粉末；将原料粉末放置在管式炉中升温，还原氛围下烧结，冷却至室温后得到煅烧物；对得到的煅烧物进行研磨，得到荧光粉。本发明采用上述步骤，得到的荧光材料可被近紫外光和太阳光激发出波长同时位于400‑500nm和600‑750nm的红蓝光，通过不同原料配比可以对发射光谱的峰位以及强度比进行调节红蓝光，应用于光转化膜可将太阳光中植物不需要的波段转化为植物生长需要的波段。技术研发人员：王育华,濑户孝俊,王莹受保护的技术使用者：兰州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23