專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高光能轉(zhuǎn)光劑及其制備方法
一種高光能轉(zhuǎn)光劑及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于農(nóng)用轉(zhuǎn)光膜轉(zhuǎn)光劑的制備領(lǐng)域。涉及一種高光能轉(zhuǎn)光劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
光合作用是綠色植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要條件。不同的植物具有制造吸收不同波長(zhǎng)光線的葉綠素的能力。轉(zhuǎn)光劑可將陽(yáng)光中紫外光和綠光轉(zhuǎn)換成植物生長(zhǎng)所需要的藍(lán)光和紅光，改善作物光照條件，充分利用太陽(yáng)能，減少使用農(nóng)藥和化肥，被稱(chēng)為第三代物理肥料 (光肥)。將各種不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)光劑加入不同的樹(shù)脂中，可以制成促進(jìn)不同植物生長(zhǎng)的多功能農(nóng)膜，即光轉(zhuǎn)換膜。這種功能型農(nóng)膜通常適用于氣候較寒冷的北方，可以調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度， 氣溫較低時(shí)促進(jìn)棚溫上升。氣溫高時(shí)，降低棚溫；促進(jìn)作物生長(zhǎng)，能使農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)，光合作用量加大，提早成熟；優(yōu)化作物品質(zhì)，能使農(nóng)產(chǎn)品的維生素、糖份顯著增加；增加產(chǎn)量。因此轉(zhuǎn)光劑已成為現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)的一種重要物資。
現(xiàn)階段，市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)光材料可分為有機(jī)配體稀土轉(zhuǎn)光材料、熒光染料和無(wú)機(jī)堿土金屬硫化物轉(zhuǎn)光劑三類(lèi)。有機(jī)配體和熒光染料價(jià)格高，衰減速度也較快，不能與棚膜壽命同步，使其廣泛推廣受到了限制。硫化物遇水易分解，并放出吐3氣體污染環(huán)境。因此，人們一直致力于開(kāi)發(fā)新的性能更優(yōu)越的農(nóng)用轉(zhuǎn)光劑材料。近年來(lái)，層狀堿土金屬硫氧化物以其不溶于水和抗弱酸堿的性能引起了研究者的廣泛關(guān)注。
目前，用于合成層狀硫氧化物轉(zhuǎn)光材料方法主要是高溫固相法。然而，這種常規(guī)加熱方式合成溫度高，燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，耗能大、生產(chǎn)效率低，材料的制備或生產(chǎn)成本偏高；而且升溫速率慢，產(chǎn)物粒徑大，顆粒形貌不規(guī)則，最終導(dǎo)致材料的轉(zhuǎn)光性能不易控制。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高光能轉(zhuǎn)光劑，其具有將太陽(yáng)光中豐富的綠光轉(zhuǎn)為植物可吸收的紅橙光的轉(zhuǎn)光性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種微波碳熱還原法制備上述高光能轉(zhuǎn)光劑的方法，該方法采用微波法進(jìn)行熱處理，不但制備方法簡(jiǎn)單，而且生產(chǎn)成本低，節(jié)能高效。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種高光能轉(zhuǎn)光劑，其組成式為=CivmMmZrvnWnOS,式中，01，0彡η彡1，M為Eu、Cu、Sm、Pr、Ce、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Tb、中的一種或幾種元素，W 為 Mn、Pb、Sn、Sb、Co 中的一種或幾種元素。
上述高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，包括如下步驟1)將原料稱(chēng)重，粉碎，混合均勻，置于坩堝中；2)將上述坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，于微波爐中進(jìn)行微波燒結(jié)；3)燒結(jié)得到的產(chǎn)品經(jīng)冷卻、粉碎、清洗、烘干得到轉(zhuǎn)光劑。
優(yōu)選的，步驟2)所述微波燒結(jié)的微波頻率為15 ^GHz,溫度為90(Tl00(TC，時(shí)間為1(Γ180分鐘。
優(yōu)選的，步驟1)所述原料中還可加入助熔劑，所述助熔劑為硼酸、氟化鋇、氯化鋇、 氟化鈉、氯化鈉、氟化鋰中的至少一種。
優(yōu)選的，步驟1)原料的混合可采用干法混合。
優(yōu)選的，步驟1)原料的混合可采用濕法混合，濕法混合劑為無(wú)水乙醇或水。
本發(fā)明的有益效果在于1)本發(fā)明的高光能轉(zhuǎn)光劑具有將太陽(yáng)光中豐富的綠光轉(zhuǎn)為植物可吸收的紅橙光的轉(zhuǎn)光性能；2)本發(fā)明的制備方法采用高溫微波技術(shù)一次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間短，僅為10-180分鐘，較好的防止了晶粒的長(zhǎng)大，以廉價(jià)的活性碳作為吸波載體和保護(hù)氣氛，大大降低了合成過(guò)程能耗，防止了硫氧化物被氧化，提高了轉(zhuǎn)光劑材料的純度。


圖1為實(shí)例例1得到的轉(zhuǎn)光材料的XRD圖；圖2為實(shí)施例2得到的轉(zhuǎn)光材料的激發(fā)光譜(λ em= 650nm)； 圖3為實(shí)施例2得到的轉(zhuǎn)光材料的發(fā)射光譜(λ ex= 530nm)； 圖4為實(shí)施例3得到的轉(zhuǎn)光材料的SEM圖。
具體實(shí)施方式
一種高光能轉(zhuǎn)光劑，其組成式為=QvmMmZrvnWnOS,式中，1，01，M為 Eu、Cu、Sm、Pr、Ce、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Tb、中的一種或幾種元素，W 為 Mn、Pb、Sn、Sb、Co 中的一種或幾種元素。
上述高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，包括如下步驟1)將原料稱(chēng)重，粉碎，混合均勻，置于坩堝中；2)將上述坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，于微波爐中進(jìn)行微波燒結(jié)；3)燒結(jié)得到的產(chǎn)品經(jīng)冷卻、粉碎、清洗、烘干得到轉(zhuǎn)光劑。
優(yōu)選的，步驟2)所述微波燒結(jié)的微波頻率為15 ^GHz,溫度為90(Tl00(TC，時(shí)間為1(Γ180分鐘。
優(yōu)選的，步驟1)所述原料中還可加入助熔劑，所述助熔劑為硼酸、氟化鋇、氯化鋇、 氟化鈉、氯化鈉、氟化鋰中的至少一種。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此。
實(shí)施例1 Cei0. 999&i00.999S: Euaooi將氧化鈣、硫化鋅、氧化銪以0. 999 1 0. 001的摩爾比混合，進(jìn)行干法球磨(轉(zhuǎn)速為 400rppm，球磨時(shí)間3h，球料比為10 :1)。球磨后將粉末置于微波爐中，微波頻率為25GHz， 1000°C下恒溫?zé)Y(jié)150分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光齊Ll Ca0 999Zn00_ 999S Eu0 001。
實(shí)施例2 Ca0.999Zn00.999S:Eu0.001將氧化鈣、硫化鋅、氧化銪以0. 999 1 0. 001的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間汕，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為20GHZ，900°C下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑Ceici.999Zn00.999SEu0.001。
實(shí)施例3 Ca0.999Zn00.999S Eu0.001, B0. ！將氧化鈣、硫化鋅、氧化銪、助熔劑硼酸以0. 999 1 0. 001 0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥2h，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為25GHz，1000°C下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑999Zn00.999SEu0._ Ba i。
實(shí)施例4 Ca0.999Zn00.999S Eu0.001，Na0. ！將氧化鈣、硫化鋅、氧化銪、助熔劑氟化鈉以0. 999 1 0. 001 0. 1的摩爾比混合， 進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間3h，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為25GHz，100(TC下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑 Ca0. gggZnOg 999S Eii0 001，Na0.1。
實(shí)施例 5 Ca0.998Zn00.998S Eu。. 001, Cu。. 001, B0. ι將氧化鈣、硫化鋅、氧化銪、氯化銅、助熔劑硼酸以0. 998 1 0. 001 0. 001 :0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間3h，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為25GHz，1000 V下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、80°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑Qia 998ai0a 998S EU0. OOlJ Cli0 OOlJ B0. ι ο
實(shí)施例6 CaZn0 9OS0 9IMn01, B01將氧化鈣、硫化鋅、碳酸錳、硼酸以1 :0. 9 0. 1 0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合 (轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間汕，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為25GHz，1000°C下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫， 破碎、研磨、清洗、烘干CaZna9OSa9 = Mnai, B0.廠
實(shí)施例 7 Ca0.999Zn0.900.999S0.9 Mn0.Eu0.001，B0. ι將氧化鈣、硫化鋅、碳酸錳、氧化銪、硼酸以1 :1 0. 1 0. 001 0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為25GHz，1000°C下恒溫加熱120分鐘， 自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑(H.999Zn0.900.999S0.9Mn0.EuO. 001，^0. 1。
實(shí)施例 8 Ca0.997Zn0.900.997S0.9 Mn0. ” Eu0.001，Cu0.002，B0.工將氧化鈣、硫化鋅、碳酸錳、氧化銪、氯化銅、硼酸以0. 997 0. 9 0. 1 0. 001 :0. 002 0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°c干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為20GHZ，900°C 下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑C、 997Ζη0,900.997S0,9 Mn0 Eu0 001，Cu0 002，B0 ι。
實(shí)施例 9 Ca0.999Zn0.89500.999S0.895 Mn0. ” Eu0.001，Sn0.005，B0.工將氧化鈣、硫化鋅、碳酸錳、氧化銪、氧化錫、硼酸以0. 999 0. 895 :0. 1 :0. 001 :0. 005 0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為水)。將混合物置于干燥箱中在100°c干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為^GHz，95(TC下恒溫加熱150分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、80°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑Caa 999Sia8950〇.999^0. 895 Mn0. 1，Eli0 001，Sno 005J B0. 1。
實(shí)施例10 CaZn0.899OS0.899 Mn0. ” Tm0.謝，Ba0. ！將氧化鈣、硫化鋅、碳酸錳、氧化銩、助熔劑氯化鋇以1 :0. 899 0. 1 0. 001 :0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為水)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為15GHZ，900°C下恒溫加熱100分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑Caaia 899OSa 899 = Mnai, TmO. 001，B?！?1 °
實(shí)施例11 CaZn0.895OS0.895 Pb0. ” Ce0.005, Na0. ！將氧化鈣、硫化鋅、氧化鉛、氧化鈰、助熔劑氯化鈉以1 :0. 895 0. 1 0. 005 :0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間3h，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為18GHz，90(TC下恒溫加熱120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑CaZna 895OSa89-Ph Γρ R 5 · Γ U0. ι, ^ti0i 005, U0. ι ο
實(shí)施例12 CaZna 897OSa 897 UwBai將氧化鈣、硫化鋅、氧化銻、氧化鉺、助熔劑硼酸以1 :0. 897 0. 1 0. 003 :0. 1的摩爾比混合，進(jìn)行機(jī)械濕法混合(轉(zhuǎn)速為200rppm，混合時(shí)間池，濕法混合劑為無(wú)水乙醇)。將混合物置于干燥箱中在100°C干燥池，然后把混合物放入氧化鋁坩堝中，再將氧化鋁坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，蓋上蓋子，置于微波爐中，微波頻率為20GHz，900°C下恒溫加熱 120分鐘，自然冷卻至室溫，破碎、研磨、清洗、100°C烘干得到高光能轉(zhuǎn)光劑CaZntl.897OS0.897 Sbo. 1，Er0 (303，B0. 1 O
以上實(shí)施例僅為介紹本發(fā)明的優(yōu)選案例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)所進(jìn)行的任何顯而易見(jiàn)的變化和改進(jìn)，都應(yīng)被視為本發(fā)明的一部分。
權(quán)利要求
1.一種高光能轉(zhuǎn)光劑，其組成式為Cai_mMmZni_nWn0S，式中，0 <m<l，0<n<l，M為 Eu、Cu、Sm、Pr、Ce、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Tb、中的一種或幾種元素，W 為 Mn、Pb、Sn、Sb、Co 中的一種或幾種元素。
2.權(quán)利要求1所述的高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，包括如下步驟1)將原料稱(chēng)重，粉碎，混合均勻，置于坩堝中；2)將上述坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，于微波爐中進(jìn)行微波燒結(jié)；3)燒結(jié)得到的產(chǎn)品經(jīng)冷卻、粉碎、清洗、烘干得到轉(zhuǎn)光劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于，步驟2)所述微波燒結(jié)的微波頻率為15 ^GHz,溫度為90(Tl00(TC，時(shí)間為10 180分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于，步驟1)所述原料中還可加入助熔劑，所述助熔劑為硼酸、氯化鋇、氟化鈉、氟化鋇、氯化鈉、氟化鋰中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于，步驟1)原料的混合可采用干法混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于，步驟1)原料的混合可采用濕法混合，濕法混合劑為無(wú)水乙醇或水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高光能轉(zhuǎn)光劑，其組成式為Ca1-mMmZn1-nWnOS，式中，0≤m≤1，0≤n≤1，M為Eu、Cu、Sm、Pr、Ce、Ho、Er、Tm、Lu、Yb、Tb、中的一種或幾種元素，W為Mn、Pb、Sn、Sb、Co中的一種或幾種元素。該高光能轉(zhuǎn)光劑的制備方法包括以下步驟1)將原料稱(chēng)重，粉碎，混合均勻，置于坩堝中；2)將上述坩堝置于裝有活性炭的反應(yīng)容器內(nèi)，于微波爐中進(jìn)行微波燒結(jié)；3)燒結(jié)得到的產(chǎn)品經(jīng)冷卻、粉碎、清洗、烘干得到轉(zhuǎn)光劑。本發(fā)明的高光能轉(zhuǎn)光劑具有將太陽(yáng)光中豐富的綠光轉(zhuǎn)為植物可吸收的紅橙光的轉(zhuǎn)光性能，采用高溫微波技術(shù)一次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間短，較好的防止了晶粒的長(zhǎng)大，以活性碳作為吸波載體和保護(hù)氣氛，大大降低了合成過(guò)程能耗，防止了硫氧化物被氧化，提高了轉(zhuǎn)光劑材料的純度。
文檔編號(hào)C09K9/00GK102504800SQ201110384439
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者萬(wàn)國(guó)江, 吳建華, 梁敏婷, 溫小寧, 范江, 陳茜 申請(qǐng)人:江門(mén)市科恒實(shí)業(yè)股份有限公司