一种稀土有机配合物转光材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种稀土有机配合物转光材料[Sm(2‑BIT)(phen)3]Cl3及其在红光转光农膜中的应用，属于农用转光膜技术领域。该红光转光农膜可由[Sm(2‑BIT)(phen)3]Cl3、分散剂、混合有机溶剂和农膜基础塑料按一定重量百分比组成的原料制备。该红光转光膜制备方法是先将一定量的[Sm(2‑BIT)(phen)3]Cl3用混合有机溶剂浸润后连同一定量的分散剂加入到基础塑料颗粒中掺混均匀，热熔混炼，最后按一定的吹胀比吹塑成膜而制得。本发明专利技术的稀土有机配合物转光材料及红光转光膜，配方简单，制备方法简便，操作安全，光能利用率高。是一种成本低廉环境友好的转光农膜产品技术。

A rare earth organic complex light conversion material and its application

The invention discloses a rare earth organic complex light transfer material [Sm (2 BIT) (phen) 3]Cl3 and its application in the red light transfer film, which belongs to the field of agricultural light transfer film technology. The red light transfer film can be made up of [Sm (2 BIT) (phen) 3]Cl3, dispersant, mixed organic solvent and agricultural film base plastic with a certain percentage of weight. The preparation method of the red light conversion film is to prepare a certain amount of [Sm (2 BIT) (phen) 3]Cl3 with a certain amount of dispersant and mixed with a certain amount of dispersing agent and mixed with a certain amount of dispersant in the basic plastic particles. The rare earth organic complex light conversion material and red light conversion film of the invention have the advantages of simple formula, simple preparation method, safe operation and high light energy utilization rate. It is a low-cost, environmentally friendly technology for converting light agricultural film products.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土有机配合物转光材料及其应用
本专利技术涉及一种含钐稀土有机配合物红光转材料及其应用，属于农用转光膜

技术介绍
农作物的生长到成熟是基于利用太阳光能的光合作用来完成的，对于农作物来讲叶片是植物进行光合作用的器官，实际上植物进行光合作用主要靠叶片中叶绿素吸收太阳光能来完成的。光生态学研究表明，在太阳光谱中叶绿素α及叶绿素β吸收波段集中于蓝紫光(400～480nm)及红橙光(600～700nm)，因此蓝紫光及红橙光对植物的光合作用最为重要，而日光中的紫外光对农作物生长有不利影响，也会造成普通塑料农膜的老化并减损其使用寿命；特别地，在600～680nm波段的红橙光区被叶绿素吸收光合作用最强，可促进植物的果实生长。通过增加对植物的红橙光辐照程度，可以显著促进植物根系发达、茎叶生长，达到增产丰收的目的。太阳光中200nm～280nm的短波段紫外线(UVC波段)，在经过地球表面同温层时会被臭氧层吸收。能将日光中280～380nm的紫外光转换成蓝紫光及红橙光的农膜，可以改善光质，有效提高作物的光能利用率有益于作物生长并促进作物的早熟和增产。这类能够将日光紫外线转化成蓝紫光或红橙光的转光材料称为转光剂，加有转光剂的农膜即是具有转光功能的农用转光膜。现代高科技农业生产中，转光农膜具有巨大应用需求和发展空间。聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等常规农膜，不能吸收紫外光更不能将日光紫外光转换成对作物生长有利的篮紫光或者红橙光。转光农膜一般是在PE、EVA、PVC等普通农膜基础塑料中添加转光剂制备而得，因此转光剂成为开发功能性转光农膜的技术关键。含有稀土元素的无机或者无机-有机复合转光剂是转光剂的主要类型。目前含稀土转光剂的转光农膜多是采用掺杂稀土离子的金属氧化物型或者无机盐型无机荧光粉的形式来发挥稀土因素的转光功能。申请号为200710021047.6和201310079940.X的专利分别公开了以含铕配合物为转光剂的转光农膜，其中前者为聚氯乙烯基蓝光转光膜具有良好的蓝光转光效果，后者为聚乙烯基红光转光膜，不仅转光膜均匀透明而且转光剂与聚乙烯基材相容性也较好。申请号201010182539.5公开了基于铕有机配合物的蓝红光转光剂，测试了转光剂晶体粉末的固体荧光发射情况，说明其具有比较好的蓝紫及红橙光复合转光效果。但总体上稀土有机配合物类转光膜品种相对还是较少，而且主要是集中于铕配合物作为金属有机配合物型转光剂的主要品种，而少见基于钐有机配合物作为转光材料的转光膜。基于稀土氧化物或无机盐型的无机荧光粉转光剂，其分散性及与高分子基材相容性较差，转光膜制备工艺复杂，稀土元素容易从塑料基质中离析出来存在重金属环境污染风险，转光谱带一般都是窄隙光谱很难覆盖植物光合作用的光谱带宽。另外，已有的稀土转光膜不管是采用稀土无机转光剂还是稀土有机配合物型转光剂，往往存在日光紫外光区的吸收谱带较窄，蓝紫或红外光区的转光发射谱带也为窄隙谱带的不利情况，从而光能利用率不高。因此已有稀土转光膜在环境友好、制备工艺简便、光能的高效利用以及价格低廉等方面还存在不足。
技术实现思路
为了克服现有技术产品的缺点及不足，本专利技术的首要目的在于提供一种稀土钐的金属有机配合物型红光转光材料。本专利技术的另一目的在于提供上述稀土有机配合物转光材料在制备红光转光农膜方面的应用。本专利技术提供的转光材料结构设计合理、合成方法简单，成本低廉。由本方法制备的红光转光膜，工艺过程简单，无污染，性能优异，易于工业化生产。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供的稀土有机配合物转光材料分子式为[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3(分子结构如式I)，其中第一配体2-BIT为2-巯基苯并咪唑，第二配体phen为1，10-邻菲罗啉。本专利技术提供的转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3在制备红光转光农膜方面的应用，该红光转光膜的制备方法为：称取一定量的[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3，先用混合有机溶剂浸润，后连同一定量的分散剂一起加入到基础农膜塑料颗粒中进行掺混，热熔混炼，最后按2.0～3.0的吹胀比吹塑成薄膜即得到红光转光膜。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3在转光膜制备原料中的w％含量为0.5～2.5％。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：所使用的混合有机溶剂由醇(乙醇或异丙醇或乙二醇)与白油和松节油中的一种按一定比例组成，优选的混合有机溶剂由乙醇与白油组成。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：所使用的分散剂为PEG600和PEG800中的一种。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：分散剂在转光膜制备原料中的w％含量为0.5～3.0％。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：基础农膜塑料为低密度聚乙烯(LDPE)塑料、聚氯乙烯(PVC)及乙烯-聚醋酸乙烯共聚物(EVA)中的一种或者几种的混合物。如上所述的红光转光膜制备方法，其特征在于：所使用的混合有机溶剂中白油或者松节油在转光膜制备原料中的w％含量为1.0～2.5％，乙醇或者异丙醇或者乙二醇在转光膜制备原料中的w％含量为1.0～3.5％。本专利技术转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3的合成路线如下：分别以2-巯基苯并咪唑和邻菲罗啉为第一和第二配体与三氯化钐按1∶3∶1摩尔比在无水乙醇中加热回流反应制得转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3。所述的红光转光膜可用于农业棚膜或地膜，使用于作物种植或者育苗等。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术新型钐有机配合物转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3为一种金属有机化合物，在农膜基础树脂材料中的分散性和相容性好，避免了传统稀土无机荧光粉型转光剂在树脂基材中分散性不好而造成的离析效应。本专利技术新型钐有机配合物转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3与常见大多数含铕转光剂相比，紫外吸收谱带更加宽广吸收强度更大，同时其红光转光发射谱带也更宽广强度更大，因此光能利用效率更高。本专利技术红光转光膜所用的有机溶剂及分散剂等复配组分用量少且环境友好，红光转光谱带宽而强与作物光合作用中叶绿素在红橙光波段的吸收谱带匹配性好，转光膜的制备工艺方法简便易于操作，生产成本低廉，非常有利于工业生产和农业生产的推广使用。附图说明图1是转光材料与第一配体2-BIT的FT-IR光谱图。图2是转光材料与配体的UV-Vis光谱图(1×10-5mol/LDMF溶液)。图3是实施例1制得的转光膜与空白LDPE膜的UV-Vis光谱图。图4是实施例1制得的转光膜在λ＝365nm光激发下的转光效果图。具体实施方式下面以实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。所用的主要原料、测试仪器及方法：线型低密度聚乙烯(LDPE-7042)，扬子石油化工股份有限公司；透明聚氯乙烯(PVC)，东莞市宏嘉塑胶原料有限公司；吹膜机，SJMZ-45×30，青岛顺德塑料机械有限公司；元素组成由德国Elementar公司的varioELIII型元素分析仪测定；FT-IR由SpectrumBXII型傅立叶变换红外光谱仪测定；UV-Vis光谱经TU-1901型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土有机配合物红光转光材料[Sm(2‑BIT)(phen)3]Cl3，其特征在于，其分子结构式为

【技术特征摘要】
1.一种稀土有机配合物红光转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3，其特征在于，其分子结构式为2.转光材料[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3的应用，其特征在于，[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3作为红光转光剂用于制备红光转光农膜。3.如权利要求2所述[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3的应用，其特征在于，所述的红光转光膜其制备原料由转光剂[Sm(2-HBI)(phen)3]Cl30.5～2.5％、混合有机溶剂2.0～6.0％、分散剂0.5～3.0％及余量的基础农膜塑料复配组成，其中比例皆为重量百分比。4.如权利要求2所述[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3的应用，其特征在于，所使用的混合有机溶剂由醇(乙醇或异丙醇或乙二醇)与白油和松节油中的一种按一定百分比组成，优选的混合有机溶剂由乙醇与白油组成。5.如权利要求2所述的[Sm(2-BIT)(phen)3]Cl3的应用，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱永，袁越，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32