[发明专利]一种双波段农用大棚膜荧光转光粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双波段荧光转光材料，该材料为稀土无机化合物，可以吸收自然光中的紫外线，并将其高效地转换成红光和蓝光。将该荧光材料作为添加剂，制成农用荧光转光膜，可用于塑料大棚。本发明的农用聚合物薄膜可以吸收自然光中200‑400纳米的紫外线，吸收率达98％以上，并将吸收的紫外线转换成植物所需要的红光和蓝光，从而提高作物的产量及质量，并缩短生长期。

技术领域

本发明属于转光农用棚膜技术领域，具体涉及一种双波段紫外转红+蓝农用荧光转光剂，其制备方法。

背景技术

阳光是植物生长的必要条件，但并非阳光中的所有波段都对植物生长有益。光对植物的作用与光谱组成有十分密切的关系。每一种植物都有其特定的最佳生长作用光谱，然而，照射到地面的日光光谱并非作物生长的最佳光谱。太阳光谱中，200-400纳米的紫外线对植物生长有害无益，可见光中的绿光则被叶片完全反射而浪费，太阳光谱中的蓝光和红光对植物生长有利。所以，研究作物生长的最佳作用光谱及其人工模拟具有重要的学术价值和实际意义。

基于叶绿素对蓝光和红光有较强的吸收而对紫外光没有吸收这一规律，合成能吸收紫外光发射蓝光(或红光)的荧光材料，并将其掺加到大棚膜中，可以制成农用转光膜。与普通膜相比，转光膜能明显的提高农作物的光合作用强度，提高地温和棚温，降低作物病情指数，加快发育过程，提高作物产量，增加果实中维生素C、胡萝卜素和可溶性糖的含量。

中国目前已成为世界最大的农膜市场。据国家统计部门统计，2017年全国农膜使用总量达到252.8万吨，其中地膜143.7万吨，地膜覆盖面积达到2.76亿亩，约占当年耕地总面积的12％。目前我国很多地区正在调整农业种植结构，经济类作物种植面积大幅度增加。由于目前大部分农膜仍属于非转光膜，如果将转光膜大面积推广，仅增产和早熟两项带来的经济效益就非常巨大，因此该领域具有广阔的发展潜力。

目前普遍使用的棚膜材料为聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)为基体，后来发展出了掺杂隔紫外线棚膜材料(日本特许公报53-136050))，)(其紫外线吸收率可达90％。这种薄膜可以很好地隔绝紫外线，但由于紫外线不能转换为可见光，因而没有充分利用太阳光。专利WO8501945C中曾报导，把某些稀土配合物分散到聚合物中，制成光转换膜。但这种光转换膜的光稳定性时间短，并且成本极高。近些年来，随着农膜市场的快速发展，出现了越来越多的荧光转光剂及转光膜的研究报道。例如：中国专利CN104844833A、CN104108215A、CN103160008A、CN102250410A、CN101434724B分别公开了农用荧光转光剂或转光膜的使用方法。这些转光剂制备方法复杂，成本高，光稳定时间短。特别是这些转光材料只能单波长发射(蓝或红)。

市场迫切需要一种制备方法简单，成本低廉，光稳定时间长，蓝+红双波段发射的荧光材料及转光膜。

发明内容

为了克服现有技术存在的转光剂制备方法复杂，成本高，光稳定时间短，只能单波长发射问题，本发明提供了一种新型的农用荧光转光粉，该转光粉具备蓝+红双波段发射，制备方法简单，光稳定时间长，成本低廉等优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种新型的农用荧光转光粉。该转光粉可以把紫外光转换成红光+蓝光，具有双波段发射的特点。该转光粉的化学通式为Mg₆RE₂(HO)₁₆CO₃,其中RE为稀土Y³⁺，La³⁺，Gd³⁺，Eu³⁺和Dy³⁺中的一种或多种的组合。

本发明还提供所述的荧光转光粉的制备方法如下：