玻璃温室用稀土、过渡金属离子掺杂氟氧化物微晶玻璃的研究
[Abstract]:In today's world, growing energy demand has been gradually "globalized". People are looking for new sources of energy that can replace fossil fuels. As a new renewable energy source, solar energy is inexhaustible and environmentally friendly. We are a big agricultural country and it is urgent to increase the unit output of crops. In recent years, photovoltaic agriculture, which has been strongly advocated by our country, is widely used in modern agriculture. Currently, greenhouse lighting materials do not have the ability to collect specific wavelengths of light. For green plants, there are two main spectral regions of chlorophyll absorption, one is the red part of 640 ~ 680 nm, the other is the blue part of 430 nm. As for UV plants absorb less, too strong will damage the plant cells. We hope to transfer more sunlight to the red part of photosynthesis through spectral conversion, so as to increase the efficiency of photosynthesis and increase the yield of crops. At present, the conversion film is mainly used in agriculture, but its poor transmittance and serious pollution hinder the further application of the film. By contrast, glass materials have excellent thermal stability and chemical properties, and can adapt to the changing environment better, the service life is longer. Glass-ceramics are prepared on the basis of the successful matrix glass through one-step and two-step heat treatment process, precipitating specific nanoparticles. Fluoride oxide glass-ceramics have the advantages of both oxide glass-ceramics and fluoride glass-ceramics, and the size of fluoride precipitates is small, which makes the glass-ceramics have high transparency and special optical properties. In this paper, the preparation and luminescence properties of rare earth ions and transition metal elements doped fluoride oxide glass and glass-ceramics in glass greenhouses are studied, and the feasibility analysis of some ion matching is discussed. The spectral conversion mechanism is analyzed as follows: 1. Preparation of fluoride oxide Glass Ceramics. The preparation of glass-ceramics is based on the preparation of the basic glass and the secondary heat treatment is carried out under certain conditions. By reference and comparison, we selected silicate fluoride oxide glass as the luminescent matrix material, and successfully prepared glass-ceramics which meet the requirements in mechanical properties, microstructure and optical properties. 2.Ce3, Er3, Preparation of Yb3 _ 3 Fluorine-doped Glass Ceramics. Ce3, Er3, Yb3 ions are doped in fluorinated glass ceramics with 50Si O2-20Al2O3-20Ca F2-10Na F matrix, and the downconversion between Ce3 and Er3 and the upconversion between Er3 and Yb3 are carried out. The absorption of ultraviolet light and the absorption of near-infrared light are transferred to the main emitting red orange light of 668nm in Er3. The luminescence of Ce3 itself belongs to broadband luminescence, and the blue light in the range of 400-500 nm can also be absorbed by chlorophyll for photosynthesis. 3.Ce3, Mn2, Preparation of Yb3 trifluoride doped Glass Ceramics. In the fluoride oxide silicate glass with 50Si O2-20Al2O3-20Ca F2-10Na F matrix, we doped Ce3, Mn2, Yb3 ions. The luminescence of Mn2 belongs to broadband luminescence. The energy transfer between Ce3 and Mn2 is more significant than that between Ce3 and Er3. Therefore, this material has more application prospect. In a word, the upper and lower conversion luminescence is realized by doping rare earth ions and transition metal ions. The efficiency of photosynthesis will be improved by transferring ultraviolet and near-infrared light which cannot be used in photosynthesis to visible range. The inorganic doped materials we prepared will help to improve the efficiency of photosynthesis in the utilization of light energy and have a wide application prospect.
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ171.733
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,本文编号:2410801
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