[發(fā)明專利]一種能促進(jìn)植物生長的光轉(zhuǎn)化膜及其制備方法

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• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111876145A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常貴;王育華;瀨戶孝俊;康自勇;李志勇;趙小霞
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅頤年商貿(mào)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/80;A01G13/02
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62204
• 代理人: 勾昌羽

本發(fā)明公開一種能促進(jìn)植物生長的光轉(zhuǎn)化膜及其制備方法，光轉(zhuǎn)化膜含有組成為Y_(3?x)Ba_xAl_(5?x)Si_xO₁₂:mCe,nCr，0≦x≦1、m＞0、n＞0的石榴石熒光粉和折射率為1.4?1.65的聚合物樹脂或玻璃，石榴石熒光粉均勻分散在聚合物樹脂或玻璃中。制備方法，1）按表達(dá)式各化學(xué)組成的化學(xué)計量比分別稱取釔、鋁、鋇、硅、鉻、鈰的化合物原料：混合、研磨至微米級；2）：將原料粉末于還原氣氛中煅燒4?5小時；得到煅燒物；步驟3：將煅燒物研磨至微米級，制得含有Ce、Cr的石榴石結(jié)構(gòu)的熒光粉，把熒光粉與聚合物樹脂按質(zhì)量比1:4～1:1進(jìn)行混合，按現(xiàn)有制膜工藝制出光轉(zhuǎn)化膜。優(yōu)點：大幅增強(qiáng)了熒光粉在紅光區(qū)的發(fā)射強(qiáng)度，對植物補(bǔ)光能力強(qiáng)、效率高，更有利于促進(jìn)植物的生長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)光轉(zhuǎn)換材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于植物生長的光轉(zhuǎn)換膜。

背景技術(shù)

植物在生長和發(fā)育的過程中需要光提供能量，因此光的調(diào)節(jié)是調(diào)控植物生長的重要手段之一，植物生長熒光粉是促進(jìn)植物快速生長和縮短成熟周期的熒光粉。植物對光的吸收主要是通過葉綠素和類胡蘿卜素進(jìn)行，其吸收的光分別為藍(lán)光區(qū)域（400nm-500nm）和紅光區(qū)域的光（600nm-700nm），光敏色素吸收紅光及深紅（650nm-750nm）區(qū)域的光，分別對應(yīng)于光向性、光合作用和光形態(tài)發(fā)生。其中對植物生長最重要的是位于紅光區(qū)域的光（600nm-700nm），因為紅光在植物開花和成熟階段影響很大。由于位于這個范圍外的光很少被吸收，植物的生長過程中對太陽光的利用率很低。因此，提高植物對光的利用率對植物的生長有著重要的影響，提高植物光能利用率可以大大促進(jìn)植物的生長速度，提高產(chǎn)量。

目前，促進(jìn)植物生長的熒光粉絕大多數(shù)用于室內(nèi)植物培育的LED植物燈。為了更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物的生長，LED植物生長燈主要采用高成本的紅光熒光粉。但LED植物燈有許多缺點：目前市面上的LED植物燈的光譜曲線與植物光合作用吸收的光譜曲線差異較大，光源能量利用率不高，LED芯片價格高，消耗大量電力資源。從而增加了種植成本和浪費資源。所以室內(nèi)LED植物生長工廠雖然可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但不適用培育一些低經(jīng)濟(jì)作物，而這些低經(jīng)濟(jì)作物恰恰是人們?nèi)粘Ｋ璧氖卟怂龋訪ED植物生長燈難以廣泛應(yīng)用。

還有一種將太陽光轉(zhuǎn)化為紅光來促進(jìn)植物生長的方法，用含有雜環(huán)化合物的乙烯薄膜之類的有機(jī)紅色發(fā)光材料將植物覆蓋，就像傳統(tǒng)的植物乙烯基的房子。然而，太陽光中存在紫外光，紫外光對膜有傷害，從而使得膜變黃和分解。所以該材料在太陽下不穩(wěn)定性，發(fā)射的紅光將在3個月內(nèi)衰減。此外，這種薄膜覆蓋植物的方法不能為植物提供強(qiáng)烈的紅光，因為薄膜發(fā)出的紅光有一半向植物外發(fā)射。

針對解決以上植物燈的缺點和膜的不穩(wěn)定性，我們通過以下的思路。首先，仍然利用太陽光是非常重要的，而不是昂貴的LED植物燈。其次，穩(wěn)定、廉價的薄膜或平板能有效地將太陽光中的白光轉(zhuǎn)換為紅光或深紅光。第三，這種薄膜或平板產(chǎn)生的大部分紅光或深紅光照射在植物上。所以只有將熒光粉制成光轉(zhuǎn)化膜或者平板能夠滿足上述思路，為植物生長提供更好的條件。因此，設(shè)計一種價格低廉且可提高植物對太陽輻射能利用率的新型光轉(zhuǎn)化膜或者平板很有必要并意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種成本低、提高光能利用率的陽光能轉(zhuǎn)化膜，同時給出制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種能促進(jìn)植物生長的光轉(zhuǎn)化膜，該光轉(zhuǎn)化膜呈薄膜狀，厚度為μm級，含有組成為Y_(3-x)Ba_xAl_(5-x)Si_xO₁₂:mCe, nCr，0≦x≦1、m＞0、n＞0的石榴石熒光粉和折射率為1.4-1.65的聚合物樹脂或玻璃，石榴石熒光粉均勻分散在聚合物樹脂或玻璃中。

所述石榴石熒光粉在660-700納米區(qū)域具有最大發(fā)射峰。

所述聚合物樹脂為聚碳酸酯或環(huán)氧樹脂。