[发明专利]一种光转换膜及其制作方法

说明书

本发明公开了一种光转换膜，该光转换膜包含膜主体和均匀分散在膜主体中的光转换材料，其中光转换材料是具有芳香胺结构单元的巴比妥酸类有机化合物。本发明还提供了一种光转换膜的制作方法，包括步骤：S1、将光转换材料与膜原料进行混合，形成光转换膜原料；S2、对光转换膜原料进行加热融化和加工成膜的操作，获得光转换膜。本发明的光转换膜，可以将农作物吸收较弱的绿光转换为农作物吸收强的红橙光，有效利用了510nm至550nm波段的太阳能资源，达到促进农作物生长的目的。

技术领域

本发明涉及一种农业转光技术领域，尤其涉及一种光转换膜及其制作方法。

背景技术

阳光是农作物进行光合作用最重要的因素之一，是农作物生长、发育、结果的必要条件。到达地面的太阳光波长约为300nm至3000nm，但其中各光谱带内光辐射的辐照度和百分数并不相等。农作物光合作用可利用的光波仅在约420nm至750nm的可见光范围内，其中波长为420nm至500nm的蓝光和波长为580nm至700nm的红橙光最为有效。在这两类光线下，农作物光合作用的效率高，植株茎秆茁壮，枝叶繁茂，并且果实硕大，品质优良，特别是波长较长的红橙光，不仅能促进果实的生长，还能有效提高地温、促进作物早熟。而波长位于510nm至550nm的绿光区在太阳光光谱中能量最高，但农作物对此区域的光吸收却最弱，如何有效利用这一波段的太阳能资源用于促进农作物生长，对解决粮食问题意义重大。

光转换膜是一种通过添加光转换材料来实现光转换的薄膜。光转换膜能将对植物生长有害的紫外光转化为利于植物生长的可见光，或者将黄绿光转化为红橙光，进而改变透过薄膜后的光质，促进植物对钾、氮、磷、锌等矿物质元素的吸收，提高植株叶片的展开度和展开面积，促进植株高度的增长和叶柄长度的增加，并由此增加植株叶片内叶绿素的含量，使植株的光合作用产物含量增多，促进农作物产量增加。

目前，应用于光转换膜的光转换材料主要分为三类：稀土配合物类、有机染料类和无机盐类。

稀土配合物类是利用稀土元素与有机物之间的络合形成的有机配合物，这类光转换材料可以利用稀土金属离子作为发光中心进行发光，具有发光光色单一性好、光热稳定性高、发光亮度强、在有机材料和溶剂中易于分散等特点，但同时也存在着合成步骤繁琐、抗老化效果差、成本高昂等缺点。

有机染料光转换材料是一种具有良好荧光发射性能的染料化合物，一般具有刚性平面和较大的共轭π键，与制作农用膜的棚膜基础树脂具有较好的相容性，另外这类光转换材料还有加工方便、易于分散、浓度可控的优点；同时，在农膜中添加有机染料光转换材料不会影响薄膜自身的强度和其他的理化性能，这就使得这类光转换材料在农业生产中具有很好的应用价值。

无机盐类光转换材料相对于有机类具有价格便宜、耐高温性能好、易于制备、存储周期长的特点。无机化合物可以形成规整的晶格，引入的重金属离子或稀土离子位于规整晶格的内部，作为激活剂发挥作用。但是无机物的结晶度较高，与薄膜树脂的相容性较弱，在薄膜内难于分散，而导致薄膜的透光率和均匀性下降，因此无机盐类光转换材料的加工性能较弱。在工业实际应用中很少直接使用无机盐光转换材料，一般都是采用各种改性方法对其改性后再掺杂到薄膜中。

发明内容

为吸收自然光中510nm至550nm的绿光、发射出600nm至750nm的红橙光，达到有效利用510nm至550nm波段的太阳能资源、促进农作物生长的目的，本发明提供了一种添加有机光转换材料的新型光转换膜及其制作方法。

本发明提供的一种光转换膜，包括膜主体和均匀分散在所述膜主体内的光转换材料，所述光转换材料为具有芳香胺结构单元的巴比妥酸类有机化合物。

进一步地，在所述光转换材料中，所述芳香胺结构单元通过结构与巴比妥酸结构单元相连，其中*表示与所述芳香胺结构单元和所述巴比妥酸结构单元的结合位点。

进一步地，所述光转换材料的结构式为