一种近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法技术

本发明专利技术提供一种紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法。本发明专利技术的远红光荧光粉为式Ⅰ表示的化合物：Tb1‑

【技术实现步骤摘要】
一种近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法


[0001]本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及一种近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法。

技术介绍

[0002]地球上生命赖以生存的能量来自太阳，光合作用是能够捕获光能的唯一的生物学途径。光合作用在绿色植物的叶绿体中进行，其过程是叶绿体中的叶绿素ab分子（Chla,b）主要吸收蓝光和红光，将CO2和H2O合成碳水化合物并放出氧气。Hoover曲线表明，在可见光区域，660 nm红光和440 nm蓝光的相对光合效率分别为100%和80%；LED光质实验进一步表明，当红/蓝光辐照强度比为3:1（3R1B）时，作物生长处于最佳状态。另外，Hoover曲线表明，紫外光和远红光也是植物生长不能缺少的。Hoover曲线代表着植物最佳生长作用光谱。
[0003]目前，改善作物的光照环境有两种方式，一种是在野外的设施农业的塑料棚膜中加入光能转换材料（简称转光剂），将农作物吸收较少的绿光转换成红光、同时将部分紫外光转换成蓝光或红光，提高光合效率。另一种是采用植物照明LED灯辐照作物，室内植物工厂里的作物生长完全依赖LED灯的光谱质量。
[0004]近年来，许多研究者着眼于研究远红光荧光粉用于植物照明、食品分析和医疗等，但都是基于蓝光芯片的LED灯，没见基于紫外光芯片激发的植物照明LED灯的报道。基于蓝光芯片的LED灯由于缺少近紫外光成分，发射光谱组成与Hoover曲线不匹配、难以达到植物最佳生长作用光谱，室内植物工厂里的作物难以达到最佳生长状态。野外设施农业的塑料棚膜内也需要补充远红光，添加紫外光和绿光同时转换成远红光的材料，也可以实现棚内光照环境接近植物最佳生长作用光谱。

技术实现思路

[0005]鉴于上述技术问题，本专利技术的目的是提供近紫外光和绿光激发的远红光荧光粉及其应用方法，该远红光荧光粉的发射光谱与绿色植物光敏色素P
FR
吸收光谱匹配程度高，应用于农膜，可以同时将紫外光和绿光转换成远红光，应用于植物照明LED灯，可以与紫转蓝、紫转红荧光粉复配、制备基于近紫外光的LED灯、发射出植物最佳生长作用光谱。而且可以人工调节红光（R）和远红光（FR）的光通量比来促进植物的生长。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:本专利技术的第一个方面提供了一种远红光荧光粉，所述远红光荧光粉为式Ⅰ表示的化合物:Tb1‑
y
RE
y
M
x
Al
11
‑
z
O
18+x
:zCr
3+
，其中，M包含Zn和Mg的一种或两种，x=0 或 1.0；RE包含Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的一种或两种，取值范围为0 ≤ y＜0.9; Cr
3+
的取值范围为0 <z ≤ 0.25。
[0007]在一些可选的实施方案中，x=1.0，所述式Ⅰ为：Tb1‑
y
RE
y
MAl
11
‑
z
O
19
:zCr
3+
，M是Zn和Mg的一种或两种，
其中，所述y的范围为0 ≤ y＜0.9，z的范围为0 <z ≤ 0.25。
[0008]x=0，所述式Ⅰ为：Tb1‑
y
RE
y
Al
11
‑
z
O
18
:zCr
3+
其中，所述y的范围为0 ≤ y＜0.9，z的范围为0 <z ≤ 0.25。
[0009]在一些可选的实施方案中，所述远红光荧光粉选自如下的一种或多种化合物:（1）Tb
0.7
La
0.3
ZnAl
10.94
O
19
:0.06Cr
3+
（2）Tb
0.6
La
0.4
ZnAl
10.92
O
19
:0.08Cr
3+
（3）Tb
0.2
La
0.8
Al
10.95
O
18
:0.05Cr
3+
（4）Tb
0.15
La
0.85
Al
10.93
O
18
:0.07Cr
3+
在一些可选的实施方案中，所述红色荧光粉在紫外光波长371 nm（UVA）光激发下发出宽带远红光、峰值在710 nm。
[0010]在一些可选的实施方案中，所述红色的波长范围为600
‑
850 nm。
[0011]本专利技术的第二个方面提供了一种上述任一实施方案中所述的红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤:将氧化镧、氢氧化铝、氧化铬、氧化锌和氧化铽进行混合研磨，得到混合固体；将所述混合固体置于空气氛围中进行煅烧，得到所述红色荧光粉；其中，所述煅烧的温度为1400
‑
1600 ℃，所述煅烧的时间为4.0
‑
7.0 h。
附图说明
[0012]图1：本专利技术实施例1荧光粉的X
‑
射线粉末衍射图图2：本专利技术实施例1荧光粉的激发光谱（监控波长710nm）图3：本专利技术实施例1荧光粉的发射光谱（激发波长371 nm）图4：本专利技术实施例1荧光粉的发射光谱（激发波长557 nm）图5：本专利技术实施例1荧光粉的发射光谱与植物光敏色素P
FR
的吸收光谱对比图6：本专利技术实施例5转光夹层玻璃转换太阳光的实时光谱图7：本专利技术实施例6 模拟植物最佳生长作用光谱的植物照明LED灯的的发射光谱。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]以下是本专利技术荧光粉合成的非限定实施例：实施例11、Tb
0.7
La
0.3
ZnAl
10.94
O
19
:0.06Cr
3+
荧光粉本实施例提供一种远红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤:（1）将原料按照化学计量比称量，具体实施如下：0.1466 g氧化镧（La2O3），2.5600 g氢氧化铝（Al(OH)3），0.3841g氧化铽（Tb4O7），0.0137 g氧化铬（Cr2O3）和0.24 g氧化锌（ZnO）进行混合研磨均匀，得到混合粉末；
（2）将上述混合粉末倒入氧化铝坩埚，于15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远红光荧光粉，其特征在于，所述远红光荧光粉为式Ⅰ表示的化合物:Tb1‑
y
RE
y
M
x
Al
11
‑
z
O
18+x
:zCr
3+
，其中，M包含Zn和Mg的一种或两种，x=0 或 1.0；RE包含Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的一种或两种，取值范围为0 ≤y＜0.9; Cr
3+
的取值范围为0 <z ≤ 0.25。2.根据权利要求1所述的远红光荧光粉，其特征在于，所述远红光荧光粉的制备方法，以Tb4O7、RE2O3、Al(OH)3、Cr2O3、ZnO和M...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉世勋，梁媛媛，邱忠贤，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：