一种促植物生长的蓝-红光长余辉发光材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种促植物生长的蓝

【技术实现步骤摘要】
一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在农业发展中，光是植物生长发育最重要的环境因子之一，而光合作用是植物生物量与产量形成的基础，是影响植物生长发育和产量品质形成的重要因素。然而，并不是所有的阳光都能促进植物生长，其中，蓝光(420～490 nm)和红光/远红外(600～730 nm)对光合作用起主要作用，这是由于植物体内的叶绿素A、叶绿素B、红光光色素和远红光光色素能够吸收蓝光和红光/远红光，因此这两个波段成为植物的“光肥”。
[0003]光学材料应用于植物栽培领域已经成为研究热点。中国专利CN202210388422公开了一种植物照明用深红光荧光粉及其制备方法，所述深红光荧光粉为Mn
4+
、Ti
4+
、Eu
3+
共掺杂的SrMgAl
10
‑
x
Ga
x
O
17
，该荧光粉在紫外激发下能够获得600
‑
730nm的红光发射，发光量子效率高，热稳定性良好，发射波段与植物色素的吸收匹配良好，在植物照明方面具有良好的应用前景。中国专利CN202210393503公开了一种植物照明蓝光发光器件、照明装置以及应用，所述植物照明蓝光发光器件件包括激发芯片和光转化层；所述光转化层包括发光材料和有机胶体；所述发光材料包括蓝色荧光粉；所述蓝色荧光粉选自具有式Ⅰ所示物质中的任一种：(M3‑
a
‑
x
, A
a
)Mg(Si2‑
b
, D
b
)O8‑
a
E
a
: xEu
2+
式Ⅰ，在式Ⅰ中，M包括Sr元素；A选自碱金属元素中的至少一种；D选择ⅣA族元素中的至少一种；E选自卤素中的至少一种；a的取值范围为0.001≤a≤0.3；b的取值范围0≤b≤0.3；x的取值范围0.001≤x≤0.4，利用荧光粉发出的蓝光增加光谱半宽(30nm至40nm范围内)来改善植物照明中的光谱，促进植物生长，缩短生长周期。尤其对经济植物，例如油料植物、蔬菜植物、果类、花、草类的植物，可以显著促进其生长。
[0004]虽然上述现有技术中通过特定的荧光材料均能促进植物生长，但发射的光谱仅为600
‑
730nm的深红光或460
‑
470nm的蓝光，发射光谱单一，而植物光合作用能够同时吸收蓝光和红光/远红外光，因此限制了植物体内多种光学色素的同时作用，不利于植物产量的进一步提升。

技术实现思路

[0005]经研究发现，Pr
3+
发射的蓝
‑
红光长余辉发光光谱可以匹配植物色素吸收光谱，具有提高植物产量的应用前景，因此，本专利技术提出一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料及制备方法和应用，以解决现有技术中将荧光材料用于促进光合作用时，发射光谱不能全面覆盖光合作用所需蓝
‑
红光光谱的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料，所述长余辉发光材料以锗钇酸盐为基体，以三价稀土离子Pr
3+
作为激活剂；
所述长余辉发光材料的化学组成表达式为M3Y2Ge3O
12
: xPr
3+
；其中，M选自Mg、Ca或Sr中任意一种；x为Pr
3+
的掺杂摩尔量，且取值范围为0.001≤x≤0.10。
[0007]优选的，所述M为Mg。
[0008]优选的，本专利技术所述长余辉发光材料的发光波长：450
‑
800nm，发射峰位于608nm。
[0009]本专利技术还提供上述一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料在促植物生长中的应用。
[0010]本专利技术还提供上述长余辉发光材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将含有M的化合物、含有Ge的化合物、含有Y的化合物和含有Pr的化合物研磨混匀，得到混合物；所述含有M的化合物为M的碳酸盐或氧化物，所述含有Ge的化合物、含有Y的化合物和含有Pr的化合物均为氧化物；所述混合物中M、Y、Ge、Pr的摩尔比为3：2：3：x；0.001≤x≤0.10；（2）将步骤（1）中所述的混合物于1300～1500℃在空气氛围下进行焙烧，制得所述长余辉发光材料。
[0011]优选的，步骤（1）中所述含有Pr的化合物为氧化镨。
[0012]优选的，步骤（1）中所述含有Ge的化合物为氧化锗，所述含有Y的化合物为氧化钇。
[0013]优选的，步骤（2）中所述烧结的时间为4～8h，采用高温管式炉进行焙烧。
[0014]本专利技术还提供上述制备方法制得的一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料在促植物生长中的应用。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：（1）本专利技术的原材料价格低廉，对设备要求低，制备工艺简单易行，可重复性好，得到的产品稳定性高，易于大规模推广和生产应用；（2）本专利技术的促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料，发光波长在450nm
‑
800nm，发射峰位于608nm，能够匹配植物色素吸收光谱，有望用于提高植物产量。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1中所制备的发光材料的X射线衍射谱图；图2为本专利技术实施例1中所制备的发光材料的608nm波长检测下所得的激发光谱；图3为本专利技术实施例1中所制备的发光材料的285nm波长下激发所得的发射光谱；图4为本专利技术实施例1中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉发射光谱；图5为本专利技术实施例1和对比例1中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉衰减光谱示意图；图6为本专利技术实施例2中所制备的发光材料的608nm波长检测下所得的激发光谱；图7为本专利技术实施例2中所制备的发光材料的608nm波长下激发所得的发射光谱；图8为本专利技术实施例2中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉发射光谱；图9为本专利技术实施例2和对比例2中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉衰减光谱；
图10为本专利技术实施例3中所制备的发光材料608nm波长检测下所得的激发光谱；图11为本专利技术实施例3中所制备的发光材料的285nm波长下激发所得的发射光谱；图12为本专利技术实施例3中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉发射光谱；图13为本专利技术实施例3中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分钟后停止照射所得的余辉衰减光谱；图14为本专利技术对比例1中所制备的发光材料在紫外波长下照射十分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促植物生长的蓝
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红光长余辉发光材料，其特征在于，所述长余辉发光材料以锗钇酸盐为基体，以三价稀土离子Pr
3+
作为激活剂；所述长余辉发光材料的化学组成表达式为M3Y2Ge3O
12
: xPr
3+
；其中，M选自Mg、Ca或Sr中任意一种；x为Pr
3+
的掺杂摩尔量，且取值范围为0.001≤x≤0.10。2.根据权利要求1所述的一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料，其特征在于，所述M为Mg。3.根据权利要求1所述的一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料，其特征在于，所述长余辉发光材料的发光波长：450
‑
800nm，发射峰位于608nm。4.如权利要求1所述的一种促植物生长的蓝
‑
红光长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）将含有M的化合物、含有Ge的化合物、含有Y的化合物和含有Pr的化合物研磨混匀，得到混合物；所述含有M的化合物为M的碳酸盐或氧化物，所述含有Ge的化合物、含有Y的化合物和含有Pr的化合物均为氧化物；所述混合物中M、Y、...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓卉，耿鹏，李崇辉，许士才，王蔚汀，张豪迈，许梦婷，张彤，王家傲，王盈基，王艺璇，赵子轩，曲艺凯，黄平平，张霞，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：