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新颖结构的稀土有机配合物型转光剂的研制

发布部门:河南省表界面科学重点实验室  发布时间: 2017-04-05 16:59:37.0  浏览量: 299

成果简介

    农业问题,事关民族的生存大计,事关国家的稳定和发展。如何充分、合理的利用太阳光的能量,改善光照条件,提高光能利用率,是发展高效农业,推进农业科技现代化,建设生态环保社会的基础。我国是稀土资源大国,又是农业大国,深化稀土有机配合物型光转换剂的研究,开发系列高效转光剂,对发展高效设施农业,实现建设小康社会的宏伟目标,具有特殊的意义。

    因此,基于植物对不同波段的光线的依赖程度,将阳光中的紫外光和黄绿光转换成植物生长必须的蓝紫光和红橙光是对转光剂、转光膜提出的必须满足的苛刻要求,对新型高效转光剂的合成与应用具有巨大的挑战性。

    本成果以解决和改善农用转光膜用的稀土配合物型转光剂的稳定性、与基体树脂的相容性等为目标,从稀土配合物的分子结构设计入手,分别选用含刚性芳环有机化合物以及含柔性碳链的化合物为主要配体,以含刚性芳环的化合物等为辅助配体,以Eu3+、Sm3+为稀土中心离子,合成了两类具有新型结构的稀土配合物型转光剂,并对配合物的结构、性能及应用进行了研究探讨。

    所合成的转光剂能够将紫外光或黄绿光高效转换成400nm~480nm的蓝紫光(或)600nm~700nm的红橙光。且Eu(AA)3、Eu(MA)2结构中含柔性碳链,同高分子基体树脂具有相似的分子结构,可以进一步提高配合物与基体树脂间的相容性。转光剂{[Sm(L)3(phen)](dnpy)(CH3OH)2(H2O)2}∞、[Eu(C8H3O5)(C12H8N2)]∞结构中含刚性芳环结构,为合成的稀土配合物提供了相对稳定的配合环境;且配合物分子之间,通过配体芳环间的π…π作用相互堆积,形成链状甚至三维网状结构,而抑制了配体的光分解,从而赋予配合物优异的光稳定性。

    其主要技术指标为:产品为粉末状,粒度不大于3um;稀土配合物含量≥96%;能将300~400nm 的紫外光或500~580nm 的黄绿光转换成400~480nm的蓝紫光或600~700nm的红橙光;且发射光的强度≥3000(a.u.)。

    本成果于2013年1月获河南省科技进步二等奖。本成果的部分研究内容获国家发明专利授权,“对羟基苯丙烯酸和邻菲啰啉混配钐配合物及其制备方法与应用”,专利号:ZL200910227428.9。本成果经菏泽白云塑业有限公司、濮阳海博塑业有限公司等单位使用表明,所研制的转光剂生产的转光膜可有效改善作物生长环境,提高产量,改善品质,经济和社会效益显著。

    目前,我国转光农膜的年生产规模仅为2万吨左右,市场需求约10万吨以上。而市场上尚无正规意义上的转光剂和转光膜产品,因此,新型转光剂的研发是实现第三代肥料技术——光肥技术的基础,是发展现代高科技农业的一种重要物资,具有巨大的经济效益和社会效益。


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