專利名稱：一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料合成領(lǐng)域，提供了一種具有轉(zhuǎn)光保溫雙重功能的核殼結(jié)構(gòu)納米紅光
轉(zhuǎn)光劑及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
植物生長(zhǎng)主要靠光合作用，植物對(duì)光能的需求，除了光強(qiáng)度和光周期之外，光質(zhì)是很重 要的因素，不僅影響農(nóng)作物的光合效率，而且可以調(diào)控作物的營(yíng)養(yǎng)成分的含量。太陽(yáng)光中紅 光對(duì)植物的光合作用最為重要，藍(lán)光其次；紫外光易于促進(jìn)植株老化，誘發(fā)土壤中病蟲害的 發(fā)生，有害于植物生長(zhǎng)，同吋紫外光會(huì)是塑料薄膜老化，降低使用壽命；其它顏色的光主要 轉(zhuǎn)化為提高溫度的熱能。轉(zhuǎn)光農(nóng)膜可以把紫外光轉(zhuǎn)換為紅光或藍(lán)光，促進(jìn)植物的光合作用。 特別是紅光轉(zhuǎn)光膜，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究，在蔬菜、水果、棉花、水稻、大 豆種植等方面已得到廣泛應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)這些農(nóng)作物都達(dá)到了增產(chǎn)增收的效果，并且產(chǎn)品品質(zhì)在 一定程度上得到了提高。
對(duì)于該領(lǐng)域的研究，國(guó)外以北京俄羅斯、日本研究最多；國(guó)內(nèi)北京瑞得來(lái)公司、中科院 長(zhǎng)春物理研究所、上海師范大學(xué)、南京師范大學(xué)及本單位等很多高校和研究所自90年代以來(lái) 在借鑒國(guó)外研究的基礎(chǔ)上開展了紅光轉(zhuǎn)光劑的合成及其方法、轉(zhuǎn)光母粒和轉(zhuǎn)光農(nóng)膜的生產(chǎn)方 法及光譜表征手段、轉(zhuǎn)光農(nóng)膜種植實(shí)驗(yàn)等大量的研究。
現(xiàn)有紅光轉(zhuǎn)光劑不管是無(wú)機(jī)轉(zhuǎn)光劑還是有機(jī)轉(zhuǎn)光劑，都是以稀土離子作為發(fā)光基質(zhì)，成 本較高。減少使用量，提高其在樹脂中的分散性，增強(qiáng)轉(zhuǎn)光效率，是降低生產(chǎn)成本的有效方 法。薄膜是轉(zhuǎn)光劑的良好載體，在一般生產(chǎn)中，對(duì)生產(chǎn)工藝稍作調(diào)整，將轉(zhuǎn)光劑與其它塑料 助劑一起添加到樹脂母料中，就可完成轉(zhuǎn)光薄膜的生產(chǎn)，但轉(zhuǎn)光劑的添加如果分散不好，會(huì) 降低薄膜的透光率。另外，在普通農(nóng)膜生產(chǎn)中， 一般通過在樹脂中添加無(wú)機(jī)粉末作為保溫劑 提高薄膜的保溫性能，但是保溫劑的添加也影響了薄膜的透光性，特別是如果保溫劑的顆粒 較大，會(huì)導(dǎo)致因分散不好大大降低薄膜的透光性。
納米材料具有顯著的表面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)及特殊的光學(xué)性能，納米技術(shù)的快速發(fā)展， 為這一問題的解決提供了一個(gè)有效方法，將轉(zhuǎn)光劑納米化處理受到了人們的關(guān)注，納米粒子 在樹脂中具有良好的分散性，并且轉(zhuǎn)光劑在納米化處理后發(fā)光性能往往得到很大的提高。保 溫劑的納米化將也會(huì)增加其分散性，提高透光率，更加起到保溫的效果。將轉(zhuǎn)光劑和保溫劑 的納米化有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將有助于新型高效紅光轉(zhuǎn)光膜的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑及其制備方法。 本發(fā)明通過將紅光轉(zhuǎn)光配合物負(fù)載到納米保溫劑上，制得核殼型納米紅光轉(zhuǎn)光劑。這種核殼 型納米轉(zhuǎn)光劑在薄膜中分散性好，同時(shí)也提高了保溫劑與樹脂的兼容性，提高了薄膜的透光 率，制得的農(nóng)膜具有轉(zhuǎn)光和保溫的雙功能。
所述的轉(zhuǎn)光劑為一核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物,其結(jié)構(gòu)可表示為R⑥AxB"L丄2，其中AxB"UL2 為殼層結(jié)構(gòu)，R為核層結(jié)構(gòu)。所述的殼層結(jié)構(gòu)AxB"UL2為一配合物,其中A、 B為稀土元素銪、
軋、釔、鋱、鑭、釤等中的任意兩種的組合；h為噻盼甲酰三氟丙酮、噻吩乙酰三氟丙酮、 鄰二苯甲酸、間二苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、間徑基苯甲酸中的任意一種；L2為鄰菲啰啉及三 苯基氧膦、8-羥基喹啉、三聯(lián)吡喊、二聯(lián)吡啶、鄰氨基吡啶、間氨基吡啶中的任意一種；0<X<1;
所述的核層結(jié)構(gòu)R為Ca、 Mg、 Ba堿土金屬元素的氧化物、氫氧化物及Al2〇3、 Si〇2、 Cu2〇2 農(nóng)用薄膜用無(wú)機(jī)保溫材料中的任意一種，其粒徑大小為0nm—200nm。
本發(fā)明采用重沉淀法，制得核殼型復(fù)合納米材料，其特征在于采用以下合成方法(1) 取適量紅光轉(zhuǎn)光劑AxB,—xUL2，溶于適當(dāng)溶劑S，，得溶液A;取適量納米粒子R,超聲分散于 適當(dāng)溶劑S2,調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0弱堿性，得納米分散體系B。攪拌狀態(tài)下，將溶液 A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪拌，逐漸得到白色混濁，靜置30-90分鐘，離心分離 得白色固體粉末。所用溶劑Si包括二甲基亞砜、N, N-二甲基甲酰胺、丙酮中的任意一種或 一種以上任意比例的混合物；所用的溶劑S2包括水、乙醇、正丙醇、石油醚中的任意一種或 一種以上任意比例的混合物。
上述^"法制得的核殼結(jié)構(gòu)納米紅光轉(zhuǎn)光劑，按照一定的比例添加到生產(chǎn)農(nóng)膜常用的樹脂 中，即可得到新型納米紅光轉(zhuǎn)光膜。該新型轉(zhuǎn)光劑生產(chǎn)的轉(zhuǎn)光膜，具有轉(zhuǎn)光和保溫的雙重功 能，且透光性大大增強(qiáng)。轉(zhuǎn)光劑包覆在納米保溫劑表面后，提高了其在樹脂中分散性，減少 了添加量，降低了成本，收到更好的轉(zhuǎn)光效果。
具體實(shí)施例方式
為更清楚說(shuō)明本發(fā)明，列舉以下實(shí)施例，但對(duì)本發(fā)明實(shí)施范圍無(wú)影響。 實(shí)施例1
取紅光轉(zhuǎn)光劑Eu0.7Tb0.3nTA)3Phen0.6g， 0.6mmol溶于50ml 二甲亞砜，得溶液A; 取0.1 g納米Si〇2(20 nm -30nm),超聲分散于50ml乙醇，調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0的弱
堿性，得納米分散體系B。 (2)攪拌狀態(tài)下，將溶液A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪 拌，逐漸得到白色混濁，靜置30-90分鐘，離心分離得白色固體粉末，即得核殼型紅光納米
4轉(zhuǎn)光劑Si〇2@Euo.7Tbo.3(TTA)3Phen。 實(shí)施例2
取紅光轉(zhuǎn)光劑Euo.5Yo.5(nA)3Phen 0.6g， 0.6mmol溶于50ml丙酮得溶液A;取0.3g 納米Mg〇(20 nm -30nm),超聲分散于50ml正丙醇，調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0的弱堿性， 得納米分散體系B。 (2)攪拌狀態(tài)下，將溶液A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪拌，逐 漸得到白色混濁，靜置30-90分鐘，離心分離得白色固體粉末，即為核殼型紅光納米轉(zhuǎn)光劑 Mg〇@Euo.5Yo.5(TTA)3Phen。
實(shí)施例3
取紅光轉(zhuǎn)光劑Eu0.5Dy0.5(TTA)3Phen 0.6g， 0.6mmol溶于50ml N， N-二甲基甲酰胺， 得溶液A，進(jìn)行除氧處理；取0.6g納米Cu2〇2(20 nm -30nm)，氮?dú)夥諊鲁暦止视?0ml 正丙醇，調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0的弱堿性，得納米分散體系B。 (2)攪拌狀態(tài)F，狄氣 保護(hù)，將溶液A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪拌，逐漸得到白色混濁，靜W. 30-90分 鐘，離心分離得白色固體粉末，即為核殼型紅光納米轉(zhuǎn)光劑Cu202⑨Eua5Dya5(丌A):!Phen。
實(shí)施例4
同實(shí)施例l，但有如下改變所用核層納米材料為Mg(〇H)2。
本發(fā)明制得的納米顆粒殼層厚度，可通過納米粒子與配合物的物質(zhì)的量比和沉積l卜l問農(nóng) 來(lái)控制，通過上述實(shí)施例制得的核殼型納米轉(zhuǎn)光劑殼層部分厚度為2nm-20nm。
權(quán)利要求
1. 一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑，其特征在于所述的轉(zhuǎn)光劑為一核殼型結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物，其結(jié)構(gòu)可表示為R@AxB1-xL1L2。
2. 如權(quán)利要求1所述一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑，其特征在于AxB^Ub為殼層結(jié)構(gòu)，R 為核層結(jié)構(gòu)，其中A、 B為稀土元素銪、釓、釔、鋱、鑭、釤中的任意兩種的組合；L!為噻 吩甲酰三氟丙酮、噻吩乙酰三氟丙酮、鄰二苯甲酸、間二苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、間羥基苯 甲酸中的任意一種；L2為鄰菲啰啉及三苯基氧膦、8-羥基喹啉、三聯(lián)吡啶、二聯(lián)吡啶、鄰氨 基吡啶、間氨基吡啶中的任意一種；0<x<l;所述的核層結(jié)構(gòu)R為Ca、 Mg、 Ba堿土金屬元素的氧化物、氫氧化物及Al2〇3、 Si〇2、 CU202農(nóng)用薄膜用無(wú)機(jī)保溫材料中的任意一種，其粒徑大小為10nm—200nm。
3. 如權(quán)利要求1所述一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下取適量紅光轉(zhuǎn)光劑AxB,-xL丄2，溶于適當(dāng)溶劑S)，得溶液A;取適量納米粒子R，超聲分散于 適當(dāng)溶劑S2，調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0弱堿性，得納米分散體系B;攪拌狀態(tài)下，將溶液 A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪拌，逐漸得到白色混濁，靜置30-90分鐘，離心分離 得白色固體粉末。
4. 據(jù)權(quán)利要求3所述的一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑的制備方法，其特征在于所用溶劑S， 包括二甲基亞砜、N， N-二甲基甲酰胺、丙酮中的任意一種或一種以上任意比例的混合物；所 用的溶劑S2包括水、乙醇、正丙醇、石油醚中的任意一種或一種以上任意比例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種農(nóng)膜專用納米紅光轉(zhuǎn)光劑及其制備方法。該轉(zhuǎn)光劑為一核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合物，其結(jié)構(gòu)可表示為R@A<sub>x</sub>B<sub>1-x</sub>L<sub>1</sub>L<sub>2</sub>，其中A<sub>x</sub>B<sub>1-x</sub>L<sub>1</sub>L<sub>2</sub>為殼層結(jié)構(gòu)，R為核層結(jié)構(gòu)。制備方法是取適量紅光轉(zhuǎn)光劑A<sub>x</sub>B<sub>1-x</sub>L<sub>1</sub>L<sub>2</sub>，溶于適當(dāng)溶劑S<sub>1</sub>，得溶液A；取適量納米粒子R，超聲分散于適當(dāng)溶劑S<sub>2</sub>，調(diào)節(jié)體系pH值為8.0-12.0弱堿性，得納米分散體系B。攪拌狀態(tài)下，將溶液A逐滴加到納米分散體系B中，繼續(xù)攪拌，逐漸得到白色混濁，靜置30-90分鐘，離心分離干燥得到產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08K9/10GK101434714SQ20081023829
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者波 唐, 崔官偉, 張國(guó)英, 王茂龍, 石錫峰, 董玉明, 陳德展 申請(qǐng)人:山東師范大學(xué)