用于控制植物的状态的方法

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  • 姜煌
  • 20210729
摘要
本发明涉及一种用于控制植物的状态的方法。
权利要求

1.用于控制植物的状态的方法,至少包括;

i)用从人工光源发射的光和/或用从光调制材料发射的光和/或用从光调制材料选择性地反射的光来照射植物的叶的下侧的至少一部分。

2.权利要求1的方法,其中步骤(i)至少包括以下步骤ii)和iii);

ii)用至少一种光调制材料,包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质吸收穿过植物的叶的光的至少一部分,

其中所述至少一种光调制材料、包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质被放置在叶的下侧的至少一部分上;

iii)用从所述光调制材料发射的光和/或选择性地反射的光照射植物的叶的下侧表面的至少一部分。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中从所述光调制材料发射或从所述光调制材料选择性地反射的光具有在500nm或更小,和/或600nm或更大的范围内的峰值最大光波长,优选地,它在400至500nm和/或600至750nm的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤i),优选在步骤ii)和/或步骤iii)中,所述光调制材料、所述组合物和/或所述光转换介质被直接放置在植物的叶的下侧表面上或距植物的叶的下侧表面15cm内,优选地,植物的叶的下侧表面与所述光调制材料之间的距离在从0cm至15cm的范围内,更优选0.01cm至15cm,甚至更优选0.1cm至10cm,甚至更优选在从0.1cm至5cm的范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述光调制材料和/或光转换介质由粘合剂材料涂覆。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述组合物还包含粘合剂材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述光转换介质包含至少一个连接部分,使得所述光转换介质可以连接到植物的一部分。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述光转换介质为网或片的形式。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中所述光转换介质的厚度在1μm至1,000μm的范围内,优选地它在5μm至500μm的范围内,甚至更优选地它在10μm至250μm的范围内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中,所述光调制材料选自颜料、染料和发光材料,优选地,所述光调制材料是发光材料,更优选地,所述光调制材料是选自有机材料或无机材料的发光材料,甚至更优选地,所述光调制材料是选自磷光体或半导体纳米颗粒的无机材料。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其中所述光调制材料是基于石榴石、硅酸盐、原硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、硅基氧氮化物、次氮基硅酸盐、次氮基铝硅酸盐、氧代次氮基硅酸盐、氧代次氮基铝硅酸盐和稀土掺杂的赛隆的磷光体。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中所述光调制材料是选自以下的金属氧化物磷光体:Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、Sr3MgSi2O8:Mn4+、Sr2MgSi2O7:Mn4+、SrMgSi2O6:Mn4+、Mg2SiO4:Mn2+、BaMg6Ti6O19:Mn4+、Mg2TiO4:Mn4+、Li2TiO3:Mn4+、CaAl12O19:Mn4+、ZnAl2O4:Mn2+、LiAlO2:Fe3+、LiAl5O8:Fe3+、NaAlSiO4:Fe3+、MgO:Fe3+、Mg8Ge2O11F2:Mn4+、CaGa2S4:Mn2+、Gd3Ga5O12:Cr3+、Gd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+、(Ca,Ba,Sr)MgSi2O6:Eu,Mn、(Ca,Ba,Sr)2MgSi2O7:Eu,Mn、(Ca,Ba,Sr)3MgSi2O8:Eu,Mn、ZnS、InP/ZnS、CuInS2、CuInSe2、CuInS2/ZnS、碳量子点、CaMgSi2O6:Eu2+、Mn2+、Si5P6O25:Mn4+、Ba2YTaO6:Mn4+、NaLaMgWO6:Mn4+、Y2MgTiO6:Mn4+、CaMgSi2O6:Eu2+、Sr2MgSi2O7:Eu2+、SrBaMgSi2O7:Eu2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+、LiSrPO4:Eu2+、LiCaPO4:Eu2+、NaSrPO4:Eu2+、KBaPO4:Eu2+、KSrPO4:Eu2+、KMgPO4:Eu2+、-Sr2P2O7:Eu2+、-Ca2P2O7:Eu2+、Mg3(PO4)2:Eu2+、Mg3Ca3(PO4)4:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+、SrMgAl10O17:Eu2+、AlN:Eu2+、Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、NaMgPO4(钾芒硝):Eu2+、Na3Sc2(PO4)3:Eu2+、LiBaBO3:Eu2+、NaSrBO3:Ce3+、NaCaBO3:Ce3+、Ca3(BO3)2:Ce3+、Sr3(BO3)2:Ce3+、Ca3Y(GaO)3(BO3)4:Ce3+、Ba3Y(BO3)3:Ce3+、CaYAlO4:Ce3+、Y2SiO5:Ce3+、YSiO2N:Ce3+、Y5(SiO4)3N:Ce3+、CaAlSiN3:Eu2+、SrAlSiN3:Eu2+、Sr2Si5N8:Eu2+、SrLiAlN4:Eu2+、LiAl5O8:Cr3+、SrAlSi4N7:Eu2+、Ca2SiO4:Eu2+、NaMgPO4:Eu2+、CaS:Eu2+、K2SiF6:Mn4+、K3SiF7:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、K2NaAlF6:Mn4+、BaSiF6:Mn4+、YVO4:Eu3+、MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+、Y2O3:Eu3+、Ca2Al3O6FGd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+和石墨烯量子点。

13.由权利要求1至12中任一项的方法获得或可获得的植物。

14.一种光转换介质,其包括至少一种光调制材料和基质材料,其中所述光转换介质包含至少一个连接部分,使得所述光转换介质可以连接到植物的至少一部分。

15.光转换介质的用途,所述光转换介质包含至少一种光调制材料和/或组合物,所述组合物包含至少一种光调制材料和另一种材料,用于通过放置光转换介质来控制植物的状态,使得来自光转换介质的发射光可以照射植物的叶的下侧的至少一部分,优选植物的叶的下侧的整个部分。

说明书

用于控制植物的状态的方法

发明领域

本发明涉及用于控制植物的状态的方法,使用磷光体、组合物、制剂、光学介质、光学器件来控制植物的状态和由该方法获得的植物。

背景技术

植物生长取决于光、温度、营养物、水等的效率。通过将营养物放在叶上,尤其可以控制现有技术中的植物生长,例如,如WO2012/130924A1和WO2009/055044A1中所述。

此外,包括多种荧光材料的颜转换介质、包括荧光材料的发光二极管器件和包括用于农业的光转换介质的光学器件在现有技术中是已知的,例如,如JP2007-135583A和WO1993/009664A1中所述。

此外,WO2017/129351A1公开了一种包含用于控制植物生长的磷光体的光转换膜。

WO2019/020653A1提及磷光体组合物的喷涂,特别是在植物的叶表面上,以控制来自光源的光波长用于控制植物生长。

WO2019/020602A2提及包含磷光体组合物的光学介质和其用于控制植物生长的用途。

专利文献

1.WO 2012/130924 A1

2.WO 2009/055044 A1

3.WO 2017/129351 A1

4.WO 1993/009664 A1

5.WO 2019/020653 A1

6.WO 2019/020602 A2

发明概述

然而,发明人新发现,如下面列出的,仍然存在期望改进的一个或多个相当大的问题;在设置在叶表面(正面)上的材料的情况下,取决于材料的粒度和叶上的分散体,反向散射的影响可能变大,因此从光源到内部的叶表面的照射量减小。

本发明的另一目的是更有效地使用从光源发射的光。

本发明的另一目的是防止或减少从光转换材料发射/反射的转换光的衰减。

本发明的另一个目的是提供一种新的最佳结构,用于更有效和/或更容易地获取植物的功能波长。

本发明的另一个目的是提供用于产生具有增强的蓝、红和/或红外光颜分量的光的高度实际的植物生长材料和安装方法。

本发明的另一个目的是将材料的光学功能提供给植物更长的时间。

本发明的另一目的是提供一种用于农业的光调制材料、组合物和/或光转换介质,而不需要苦工。

本发明的另一目的是提供一种用于农业而不支付高材料成本的光调制材料、组合物和/或光转换介质。

本发明的另一目的是提供一种用于农业的光调制材料、组合物和/或光转换介质,其能够具有两种或更多种效果。

本发明人旨在解决上述问题中的一个或多个。

然后,发现一种用于控制植物的状态的新方法,所述方法包括以下步骤,基本上由以下步骤组成,或由以下步骤组成:i)和ii);

i)用至少一种光调制材料,包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质吸收穿过植物的叶的光的至少一部分。

其中所述至少一种光调制材料、包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质被放置在叶的下侧的至少一部分上;

ii)用从所述光调制材料发射的光和/或选择性地反射的光照射植物的叶的下侧表面的至少一部分。

本发明还涉及由本发明的方法获得或可获得的植物。

本发明还涉及一种光转换介质,其包含以下,基本上由以下组成,或由以下组成:本发明的至少一种光调制材料和/或组合物,和基质材料,其中所述光转换介质包含至少一个连接部分,使得所述光转换介质可以连接到植物的一部分。

本发明还涉及使用本发明的光学介质来照射植物的叶的下侧的至少一部分,优选地为植物的叶的下侧的整个部分。

术语的定义

以上概述和以下细节用于描述本发明,而不用于限制要求保护的发明。除非另有说明,否则说明书和权利要求书中使用的下列术语对于本申请应具有以下含义。

在本申请中,单数的使用包含复数,并且除非另外特别说明,否则词语“一”,“一个/种”和“该”表示“至少一个/种”。在本说明书中,当可以以多种物类显示一种概念组分时,并且当描述其量(例如重量%,mol%)时,该量是指它们的总量,除非另有具体说明。

此外,术语“包含”以及诸如“包括”和“包括的”之类的其他形式的使用不是限制性的。此外,除非另外特别说明,否则诸如“元件”或“组件”的术语涵盖包含一个单元的元件或组件以及包含多于一个单元的元件或组件。如本文所用,术语“和/或”是指元件的任何组合,包含使用单个元件。

在本说明书中,当使用“至”,“-”或示出数值范围时,该数值范围包含“至”,“-”或之前和之后的数字,并且除非另有说明,否则单位对于这两个数字相同。例如,5至25摩尔%是指5摩尔%以上且25摩尔%以下。

本文中使用的各节标题是出于组织目的,并且不应解释为限制所描述的主题。本申请中引用的所有文件或文件的部分,包含但不限于专利,专利申请,文章,书籍和论文,出于任何目的在此明确地通过引用全文并入本文。如果一个或多个并入文献和类似材料以与本申请中该术语的定义相抵触的方式定义了该术语,则以本申请为准。

根据本发明,术语“植物”是指在植物界(kingdom Plantae)中的多细胞生物体,其使用光合作用来制作他们自己的食物。根据本发明,植物可以是花卉,蔬菜,水果,草,树和园艺作物(优选地,花卉和园艺作物,更优选地,花卉)。作为本发明的一种实施方案,植物可以是观叶植物。草的示例性实施方案是禾本科,簕竹族(bambuseae)(优选赤竹属(sasa),刚竹属),稻族(优选稻属),早熟禾亚科(优选早熟禾族),小麦族(优选披碱草属),偃麦草属,大麦属,小麦属,黑麦属,芦竹族,假淡竹叶族,虎尾草亚科,大麦,燕麦,黑麦,蜀黍族(优选薏苡属),香茅属,甘蔗属,高粱属,玉蜀黍属(优选玉蜀黍),高粱,甘蔗,薏苡(coixlacryma-jobi var),黍族(优选黍属),狗尾草属,稗属(优选黍),紫穗稗和谷子(setariaitalic)。蔬菜的实施方案是茎菜类蔬菜,叶片类蔬菜(leaves vegetable),花卉蔬菜,秸秆蔬菜,鳞茎蔬菜,种子蔬菜(优选为豆类),块根蔬菜,块茎蔬菜和水果蔬菜。植物的一种实施方案可以是天人菊属,生菜,芝麻菜(Rucola),小松菜(日本芥末菠菜),萝卜(优选天人菊属,生菜或芝麻菜)。

术语“光调制材料”是可以改变光的物理特性中的至少一种的材料。优选地,它选自颜料、染料和发光材料。

术语“颜料”代表不可溶于水溶液并由于波长选择性吸收和/或反射而改变反射或透射光颜的材料,例如无机颜料、有机颜料和无机-有机杂化颜料。

术语“染料”是指可溶于水溶液中的有物质,并且由于辐射的波长选择性吸收而改变颜。

术语“发光”是指不是由热产生的物质自发发射光。它旨在包括磷光发射以及荧光发射两者。

因此,术语“发光材料”是可以发射荧光或磷光的材料。

术语“磷光发光”被定义为来自自旋多重性(2S+1)≥3的三重态或更高自旋态(例如五重态)的自旋禁止发光,其中S是总自旋角动量(所有电子自旋的和)。

术语“荧光发射”是自旋多重性(2S+1)=1的单重态的自旋允许光发射。

术语“波长转换材料”或简称为“转换体”是指将第一波长的光转换为第二波长的光的材料,其中第二波长不同于第一波长。波长转换材料包括可实现光子上转换的有机材料和无机材料,以及可实现光子下转换的有机材料和无机材料。

术语“光子下转换”是导致发射波长比激发波长更长的光的过程,例如通过吸收一个光子导致发射更长波长的光。

术语“光子上转换”是导致以比激发波长更短的波长发射光的过程,例如通过双光子吸收(TPA)或三重态-三重态湮灭(TTA),其中光子上转换的机制是本领域公知的。

术语“有机材料”是指有机金属化合物和不含任何金属或金属离子的有机化合物的材料。

术语“有机金属化合物”代表在有机分子的碳原子和金属之间含有至少一个化学键的化合物,所述金属包括碱金属、碱土金属和过渡金属,例如Alq3、LiQ、Ir(ppy)3。

无机材料包括磷光体和半导体纳米颗粒。

“磷光体”是包含一个或多个发光中心的荧光或磷光无机材料。发光中心由活化剂元素形成,例如,稀土金属元素的原子或离子元素,例如La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu,和/或过渡金属的原子或离子元素,例如Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au和Zn,和/或主族金属元素的原子或离子,例如Na、Tl、Sn、Pb、Sb和Bi。合适的磷光体的例子包括基于石榴石、硅酸盐、原硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、硅基氧氮化物、次氮基硅酸盐、次氮基铝硅酸盐、氧代次氮基硅酸盐、氧代次氮基铝硅酸盐和稀土掺杂的赛隆的磷光体。本申请含义内的磷光体是这样的材料,其吸收特定波长范围的电磁辐射,优选蓝和/或紫外(UV)电磁辐射并将吸收的电磁辐射转化为具有不同波长范围的电磁辐射,优选可见光(VIS),例如紫光、蓝光、绿光、黄光、橙光或红光,或近红外光(NIR)。

在这里,术语“UV”是波长从100纳米到389纳米的电磁辐射,比可见光短但比X射线长。

术语“VIS”是波长为390nm至700nm的电磁辐射。

术语“NIR”是波长为701nm至1,000nm的电磁辐射。

本申请中的术语“半导体纳米颗粒”表示由半导体材料组成的结晶纳米颗粒。半导体纳米颗粒在本申请中也称为量子材料。它们代表了一类具有物理特性的纳米材料,可通过控制颗粒大小、组成和形状进行广泛调谐。此类材料最明显的尺寸相关特性是可调谐荧光发射。可调谐性由量子限制效应提供,其中减小粒度会导致“盒子中的颗粒”行为,导致带隙能量蓝移,从而导致光发射。例如,以这种方式,CdSe纳米晶体的发射可以从直径约6.5nm的颗粒的660nm调整到直径约2nm的颗粒的500nm。当制备为纳米晶体时,其他半导体可以实现类似的行为,允许从紫外线(例如使用ZnSe、CdS)到整个可见光(例如使用CdSe、InP)到近红外(例如使用InAs)的广泛光谱覆盖。

半导体纳米颗粒可以在纳米颗粒的最外表面上具有有机配体。

根据本发明,术语“透明”意指至少约60%的入射光透射。

优选地,它超过70%,更优选地,超过75%,最优选地,它超过80%。

附图说明

图1:示出本发明的一个实施方案的示意图的截面图。

图2a:示出当没有施加张力时本发明的光学介质(100)的一个实施方案的示意图的俯视图。

图2b:示出当施加张力时本发明的光学介质(200)的示意图的俯视图。

图3:示出本发明的光学介质(200)的示意图的截面图。

图4:示出本发明的光学介质(300)的示意图的截面图。

图1中的参考符号的列表

1.太阳(可使用人工光源来代替太阳)

2.太阳光线

3.光转换介质

4.光调制材料

5.来自光调制材料的光

6.植物的叶

7.土壤

图2a中的参考符号的列表

100.光转换介质

110.光转换部分

120.光调制材料

130.狭缝(任选的)

140.连接部分(任选的)

150.孔(任选的)

160.狭缝(任选的)

图2b中的参考符号的列表

100.光转换介质

110.光转换部分

120.光调制材料

130.狭缝(任选的)

140.连接部分(任选的)

150.孔(任选的)

160.狭缝(任选的)

170.拉伸方向

图3中的参考符号的列表

200.光转换介质

110.光转换部分

120.光调制材料

140.连接部分(任选的)

150.孔(任选的)

260.反射层(任选的)

图4中的参考符号的列表

300.光转换介质

110.光转换部分

120.光调制材料

360.反射层(任选的)

370.粘合剂层(任选的)

本发明的详细说明

根据本发明,用于控制植物的状态的方法包括、基本上由以下组成,或者由以下组成:以下步骤i)和ii)

i)用一种或多种光调制材料、一种或多种包括至少一种光调制材料的组合物和/或一种或多种包括至少一种光调制材料的光转换介质吸收通过植物的叶的光的至少一部分,

其中所述至少一种光调制材料,包括至少一种光调制材料的一种组合物和/或包括至少一种光调制材料的一种光转换介质被放置在叶的下侧的至少一部分上;

ii)用从所述光调制材料发射的光和/或选择性地反射的光照射植物的叶的下侧表面的至少一部分。

在本发明的优选实施方案中,所述组合物和/或光转换介质包括多种光转换介质。

本发明人已经发现新的和更有效的用于通过放置在叶后面的材料控制植物的状态的方法,其中穿过叶的透射光被照射。

作为深入研究的结果,本发明人已经发现了用于本发明的目的的合适的发光/反射材料。它通过增强在颜方面为蓝、红或红外的最佳波长来调制植物的状态。本发明人还发现光转换介质的合适的器件结构。该材料也对环境具有良好的抗性。

通过将本发明的光调制材料本身或以组合物或光转换介质的形式直接放置在植物后面,据信由于叶的结构并且它可以重新使用穿过植物的叶的光,它可以更有效地控制植物的生长。

在本发明的一些实施方案中,从所述光调制材料发射或从所述光调制材料选择性地反射的光具有在小于500nm和/或大于600nm的范围内的峰值最大光波长,优选地在从400nm至500nm和/或从600nm至750nm的范围内。

更优选地,发射峰值最大波长在430至500nm和/或600至730nm的范围内。

根据本发明,通过将本发明的至少一种光调制材料、包含至少一种光调制材料的组合物和/或光转换介质直接放置在植物的叶的背侧的紧密的距离内以有效地吸收和/或反射来自叶的背侧的光并且更有效地将光发射或选择性地反射到叶的背侧而不引起峰值最大光发射波长的强度的任何大的减小,来执行用从光调制材料发射的光和/或从光调制材料选择性地反射的光的所述光照射。

因此,在本发明的优选实施方案中,在步骤i)和/或步骤ii)中,光调制材料、组合物和/或光转换介质直接放置在植物叶的下侧表面上或距植物叶的下侧表面15cm内,优选地,植物叶的下侧表面和光调制材料之间的距离在0cm至15cm的范围内,更优选地在0.01cm至15cm的范围内,甚至更优选地从0.1cm至10cm,甚至更优选地在0.1cm至5cm的范围内。

据信,它导致从光调制材料发射或反射的光的效率改善,并且减少来自光调制材料的光强度的衰减,因为它被直接设置在叶的下侧上或附近。

一种用于将光调制材料和/或组合物放置到植物叶的背侧的至少一部分上的方法的特征在于使用喷雾方法来将植物生长调节溶液放置在植物叶的背侧上。优选地,植物叶的背侧的整个部分被光调制材料和/或组合物涂覆。

根据本发明,还可以使用使用刷子的直接涂覆方法,以便将光调制材料和/或组合物放置到植物叶的背侧的至少一部分上。

功能性磷光体或颜料溶液可以喷涂在植物上,使得其可以更有效地朝向植物的叶的下侧发射光或反射入射光,并且控制植物条件,例如促进植物生长和调节植物化学品的量。

在本发明的一些实施方案中,光调制材料和/或光转换介质由粘合剂材料涂覆。

在本发明的一些实施方案中,组合物还包含粘合剂材料。

根据本发明,可以优选地使用公开可得的光学透明粘合剂材料。优选地,所述粘合剂材料至少在由所述光调制材料发射或反射的峰值光波长下是透明的。

-光调制材料-

根据本发明,光调制材料可以优选选自颜料、染料和发光材料,优选地,光调制材料是发光材料,更优选地,光调制材料是选自有机材料或无机材料的发光材料,甚至更优选地,光调制材料是选自磷光体或半导体纳米颗粒的无机材料。

在本发明的一些实施方案中,所述颜料优选是公开可得的光控制颜料。更优选地,所述光控制颜料是公开可得的珍珠颜料,其反射波长在430至500nm和/或600至730nm的范围内的光。其高于植物生长调节和任何其他可见光范围。植物生长调节物质的特征在于,所述植物生长调节物质是具有荧光物质和光控制材料两者的功能的波长调节物质。

-有机荧光材料-

可使用在磷光体手册(Yen,Shionoya,Yamamoto)中描述的磷光体材料。特别地,期望(优选)是荧光素罗丹明、香豆素、芘、花青、苝、二-氰基-亚甲基(在含长波长的红区域的范围内发射发光)的有机磷光体材料。还可以使用发光材料。

-无机磷光体

根据本发明,任何类型的公开已知的无机磷光体,例如在磷光体手册第二章(Yen,Shionoya,Yamamoto)中所述,具有从无机磷光体发射的光的峰值最大光波长在600nm或更大的范围内,优选地在600到1500nm的范围内,更优选地在650到1000nm的范围内,甚至更优选在600到800nm的范围内,此外优选地在600到750nm的范围内,更加优选地在660nm到730nm的范围内,此外优选地,它是从660nm到710nm,最优选地从670nm到710nm。

和/或至少一种无机磷光体,该无机磷光体的由该无机磷光体发射的光的峰值最大光波长范围为500nm或更小,优选范围为250nm至500nm,更优选范围为300nm至500nm,甚至更优选范围为350nm至500nm,此外优选范围为400nm至500nm,更加优选范围为420nm至480nm,最优选范围为430nm至460nm,

和/或至少一种无机磷光体,该无机磷光体的由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为500nm或更小,和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长范围为600nm或更大,优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为250nm至500nm,和第二峰值光发射波长范围为600nm至1500nm,更优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为300nm至500nm,和第二峰值光发射波长范围为600nm至1000nm,甚至更优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为350nm至500nm,和第二峰值光发射波长范围为600nm至800nm,此外优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为400nm至500nm,和第二峰值光发射波长范围为600nm至750nm,更加优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为420nm至480nm,和第二峰值光发射波长范围为660nm至740nm,最优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为430nm至460nm和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长范围为660nm至710nm,可以是优选使用的。

据信,从磷光体发出的在660nm至710nm范围内的光的峰值最大光波长特别适用于植物生长。

如本申请中所使用的,在本文中用作同义词的术语“无机磷光体”表示具有一个或多个发射中心的颗粒形式的荧光无机材料。发射中心由活化剂形成,通常是稀土金属元素的原子或离子,例如,诸如,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb和Lu,和/或过渡金属元素的原子或离子,例如,诸如,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Ag,Au和Zn,和/或主族金属元素的原子或离子,例如,诸如,Na,Tl,Sn,Pb,Sb和Bi。磷光体的实例包含基于石榴石的磷光体,基于硅酸盐,基于原硅酸盐,基于硫代镓酸盐,基于硫化物和基于氮化物的磷光体。磷光体材料可以是具有或不具有二氧化硅涂层的磷光体颗粒。就本申请而言,磷光体是指一种材料,该材料吸收电磁光谱的特定波长范围内的辐射,优选地在蓝或紫外线光谱范围内,并且发射在电磁光谱的另一波长范围内的可见光或远红光,优选是在紫,蓝,绿,黄,橙,红光谱范围或远红光谱范围。就此而言,术语“辐射诱导的发射效率”也应被理解为,即,磷光体吸收特定波长范围内的辐射并且发射另一波长范围内的辐射(以一定效率)。术语“发射波长的偏移”是指磷光体以与另一磷光体不同的波长发射光,即向较短或更长的波长偏移。

本发明考虑了各种各样的磷光体,例如,诸如,金属氧化物磷光体,硅酸盐和卤化物磷光体,磷酸盐和卤代磷酸盐磷光体,硼酸盐和硼硅酸盐磷光体,铝酸盐,镓酸盐和铝硅酸盐磷光体,磷光体,硫酸盐,硫化物,硒化物和碲化物磷光体,氮化物和氧氮化物磷光体和SiAlON磷光体。

在本发明的一些实施方案中,该磷光体选自金属氧化物磷光体,硅酸盐和卤化物磷光体,磷酸盐磷光体,硼酸盐和硼硅酸盐磷光体,铝酸盐,镓酸盐和铝硅酸盐磷光体,硫酸盐,硫化物,硒化物和碲化物磷光体,氮化物和氧氮化物磷光体和SiAlON磷光体,优选地,其是金属氧化物磷光体,更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体或Mn活化的磷酸盐基磷光体,甚至更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体。

优选的金属氧化物磷光体是砷酸盐,锗酸盐,卤代锗酸盐,铟酸盐,镧酸盐,铌酸盐,钪酸盐,锡酸盐,钽酸盐,钛酸盐,钒酸盐,卤代钒酸盐,磷钒酸盐,钇酸盐,锆酸盐,钼酸盐和钨酸盐。

甚至更优选地,其是金属氧化物磷光体,更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体或Mn活化的磷酸盐基磷光体,甚至更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体。

因此,在本发明的一些实施方案中,所述无机磷选自金属氧化物,硅酸盐和卤代硅酸盐,磷酸盐和卤代磷酸盐,硼酸盐和硼硅酸盐,铝酸盐,镓酸盐和铝硅酸盐,钼酸盐和钨酸盐,硫酸盐,硫化物,硒化物以及碲化物,氮化物和氧氮化物,SiAlON,卤素化合物和含氧化合物,例如,优选硫氧化物或氯氧化物磷光体,优选地,其是金属氧化物磷光体,更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体或Mn活化的磷酸盐基磷光体,甚至更优选其是Mn活化的金属氧化物磷光体。

诸如,该无机磷光体选自Al2O3:Cr3+,Y3Al5O12:Cr3+,MgO:Cr3+,ZnGa2O4:Cr3+,MgAl2O4:Cr3+,Gd3Ga5O12:Cr3+,LiAl5O8:Cr3+,MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+,Sr3MgSi2O8:Mn4+,Sr2MgSi2O7:Mn4+,SrMgSi2O6:Mn4+,BaMg6Ti6O19:Mn4+,Ca14Al10Zn6O35:Mn4+,Mg8Ge2O11F2:Mn4+,Mg2TiO4:Mn4+,Y2MgTiO6:Mn4+,Li2TiO3:Mn4+,K2SiF6:Mn4+,K3SiF7:Mn4+,K2TiF6:Mn4+,K2NaAlF6:Mn4+,BaSiF6:Mn4+,CaAl12O19:Mn4+,MgSiO3:Mn2+,Si5P6O25:Mn4+,NaLaMgWO6:Mn4+,Ba2YTaO6:Mn4+,ZnAl2O4:Mn2+,CaGa2S4:Mn2+,CaAlSiN3:Eu2+,SrAlSiN3:Eu2+,Sr2Si5N8:Eu2+,SrLiAlN4:Eu2+,CaMgSi2O6:Eu2+,Sr2MgSi2O7:Eu2+,SrBaMgSi2O7:Eu2+,Ba3MgSi2O8:Eu2+,LiSrPO4:Eu2+,LiCaPO4:Eu2+,NaSrPO4:Eu2+,KBaPO4:Eu2+,KSrPO4:Eu2+,KMgPO4:Eu2+,α-Sr2P2O7:Eu2+,α-Ca2P2O7:Eu2+,Mg3(PO4)2:Eu2+,Mg3Ca3(PO4)4:Eu2+,BaMgAl10O17:Eu2+,SrMgAl10O17:Eu2+,AlN:Eu2+,Sr5(PO4)3Cl:Eu2+,NaMgPO4(钾芒硝):Eu2+,Na3Sc2(PO4)3:Eu2+,LiBaBO3:Eu2+,SrAlSi4N7:Eu2+,Ca2SiO4:Eu2+,NaMgPO4:Eu2+,CaS:Eu2+,Y2O3:Eu3+,YVO4:Eu3+,LiAlO2:Fe3+,LiAl5O8:Fe3+,NaAlSiO4:Fe3+,MgO:Fe3+,Gd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+,(Ca,Ba,Sr)2MgSi2O7:Eu,Mn,CaMgSi2O6:Eu2+,Mn2+,NaSrBO3:Ce3+,NaCaBO3:Ce3+,Ca3(BO3)2:Ce3+,Sr3(BO3)2:Ce3+,Ca3Y(GaO)3(BO3)4:Ce3+,Ba3Y(BO3)3:Ce3+,CaYAlO4:Ce3+,Y2SiO5:Ce3+,YSiO2N:Ce3+,Y5(SiO4)3N:Ce3+,Ca2Al3O6FGd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+,ZnS,InP/ZnS,CuInS2,CuInSe2,CuInS2/ZnS,碳/石墨烯量子点和任意这些的组合,如磷光手册(Phosphor handbook)第二章所述(Yen,Shinoya,Yamamoto)。

作为本发明的一个实施方案,期望一种对动物,植物和/或环境(例如土壤,水)危害较小的磷光体或其变性(例如降解)物质。

因此,在本发明的一个实施方案中,磷光体是无毒磷光体,优选它是可食用磷光体,更优选作为可食用磷光体,有用的是,MgSiO3:Mn2+,MgO:Fe3+,CaMgSi2O6:Eu2+,Mn2+。

根据本发明,术语“可食用”是指可以安全食用,适合食用,适合被食用,适合人类消耗。

在一些实施方案中,作为基于磷酸盐的磷光体,可以优选使用由以下通式(VII)表示的新的发光磷光体,其可以表现出深红光发射,优选地在300至400nm的激发光下具有约700nm的尖锐(sharp)发射,其适于促进植物生长。

A5P6O25:Mn(VII)

其中该组成部分“A”表示至少一种选自以下的阳离子:Si4+,Ge4+,Sn4+,Ti4+和Zr4+。

或者磷光体可以由以下化学式(VII′)表示。

(A1-xMnx)5P6O25(VII′)

组成部分A表示至少一种选自以下的阳离子:Si4+,Ge4+,Sn4+,Ti4+和Zr4+,优选A是Si4+;0<x≤0.5,优选0.05<x≤0.4。

在本发明的优选实施方案中,式(VII)的Mn为是Mn4+。

在本发明的优选实施方案中,化学式表示的磷光体Si5P6O25:Mn4+。

化学式(VII)或(VII`)表示的磷光体可以通过以下方法制造,该方法至少包括以下步骤(w)和(x);

(w)以氧化物形式混合组成部分A的来源,

活化剂的来源选自选自以下组的一个或多个成员:MnO2,MnO,MnCO3,Mn(OH)2,MnSO4,Mn(NO3)2,MnCl2,MnF2,Mn(CH3COO)2和MnO2,MnO,MnCO3,Mn(OH)2,MnSO4,Mn(NO3)2,MnCl2,MnF2,Mn(CH3COO)2的水合物;

并且至少一种选自无机碱,碱土金属,磷酸铵和磷酸氢的材料,优选地,所述材料是磷酸二氢铵,摩尔比为A:Mn:P=5x:5(1-x):6,其中:0<x≤0.5,优选0.01<x≤0.4;更优选0.05<x≤0.1,以获得反应混合物,

(x)在600至1.500℃,优选在800至1.200℃,更优选在900至1.100℃的温度下对所述混合物进行煅烧。

作为混合机,优选可以在步骤(w)中使用任何公知的粉末混合机。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(x)在大气压下在氧气存在下进行,更优选在空气条件下进行。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(x)进行至少1小时的时间,优选在1小时至48小时的范围内,更优选在6小时至24小时的范围内,甚至更优选10小时至15小时。

在步骤(x)的时间段之后,将煅烧的混合物冷却至室温。

在本发明的优选实施方案中,在步骤(w)中加入溶剂以获得更好的混合条件。优选地,所述溶剂是有机溶剂,更优选地,其选自以下组的一个或多个成员:醇诸如乙醇,甲醇,异丙-2-醇,丁-1-醇;酮,例如丙酮,2-己酮,丁酮,乙基异丙基酮。

在本发明的优选实施方案中,该方法还包含步骤(w)之后,在步骤(x)之前的以下步骤(y):

(y)将步骤(w)的混合物在100至500℃,优选200至400℃,甚至更优选250至350℃的温度下进行预煅烧。

优选地,其在大气压下和在氧气的存在下进行,更优选地在空气条件下进行。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(y)进行至少1小时的时间,优选1小时至24小时,更优选1小时至15小时,甚至更优选其为3小时至10小时,此外优选5小时至8小时。

在这段时间之后,优选将预煅烧的混合物冷却至室温。

在本发明的优选实施方案中,该方法还包括在预煅烧步骤(y)之后的步骤(w'),

(w′)混合从步骤(y)获得的混合物,以获得混合物的更好的混合条件。

作为混合器,可以优选在步骤(w′)中使用任何公知的粉末混合机。

在本发明的优选实施方案中,该方法进一步包括在步骤(x)之前,在步骤(w)之后,优选在步骤(w')之后的以下步骤(z),

(z)通过模塑设备将来自步骤(w)或(y)的所述混合物模塑成压缩模塑体。

在本发明的优选实施方案中,该方法任选地包括在步骤(x)之后的以下步骤(v),

(v)研磨获得的材料。

作为模塑装置,可以优选使用公知的模塑装置。

在一些实施方案中,作为金属氧化物磷光体,可以优选使用由以下通式(VIII),(IX)或(X)表示的另一种新的发光磷光体,其可以表现出深红光发射,优选在300至400nm的激发光下具有约700nm的尖锐发射,其适合于促进植物生长。

XO6(VIII)

其中X=(A1)2B1(C1(1-x)Mn4+5/4x),或X=A2B2C2(D1(1-y)Mn4+1.5y),0<x≤0.5,0<y≤0.5;

A12B1C1O6:Mn (IX)

A2B2C2D1O6:Mn (X)

A1=至少一种选自以下的阳离子:Mg2+,Ca2+,Sr2+和Ba2+Zn2+,优选A1是Ba2+;

B1=至少一种选自以下的阳离子:Sc3+,Y3+,La3+,Ce3+,B3+,Al3+和Ga3+,优选B1是Y3+;

C1=至少一种选自以下的阳离子:V5+,Nb5+和Ta5+,优选C1是Ta5+;

A2=至少一种选自以下的阳离子:Li+,Na+,K+,Rb+和Cs+,优选A2是Na+;

B2=至少一种选自以下的阳离子:Sc3+,La3+,Ce3+,B3+,Al3+和Ga3+,优选B2是La3+;

C2=至少一种选自以下的阳离子:Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+和Zn2+,优选C2是Mg2+;

D1=至少一种选自以下的阳离子:Mo6+和W6+,优选D1是W6+。

在本发明的优选实施方案中,Mn是Mn4+,更优选地,由化学式(X)表示的磷光体是NaLaMgWO6:Mn4+和由化学式(IX)表示的磷光体是Ba2YTaO6:Mn4+。

可以通过以下方法制造由化学式(VIII)或(IX)表示的磷光体,该方法至少包括以下步骤(w″)和(x′);

(w″)以固态氧化物和/或碳酸盐的形式混合组成部分A1,B1,C1,或A2,B2,C2,和D1;

和Mn活化剂的来源,其选自以下组的一个或多个成员:MnO2,MnO,MnCO3,Mn(OH)2,MnSO4,Mn(NO3)2,MnCl2,MnF2,Mn(CH3COO)2和MnO2,MnO,MnCO3,Mn(OH)2,MnSO4,Mn(NO3)2,MnCl2,MnF2,Mn(CH3COO)2的水合物;

摩尔比为

A1:B1:C1:Mn=2:1:(1-x):x或

A2:B2:C2:D1:Mn=1:1:1:(1-y):y(0<y≤0.5);

其中:0<x≤0.5,0<y≤0.5,优选0.01<x≤0.4,0.01<y≤0.4;更优选0.05<x≤0.1,0.05<y≤0.1;以得到反应混合物,

(x′)使所述混合物在1,000至1,600℃,优选在1,100至1,500℃,更优选在1,200至1,400℃的温度下煅烧。

优选地,当制备根据通式(IX)的磷光体时,以下的混合物是优选的,该混合物包含其氧化物(MgO,ZnO)或碳酸盐(CaCO3,SrCO3,BaCO3)形式的组成部分A1,和其氧化物(在一方面是Sc2O3,Y2O3,La2O3,Ce2O3,B2O3,Al2O3,Ga2O3和在另一方面是V2O5,Nb2O5,Ta2O5和MnO2)形式的剩余组成部分B1,C1和Mn。对于氧化镧,将材料在1.200℃下预热10小时是有利的。

优选地,当制备根据通式(X)的磷光体时,以下的混合物是优选的,该混合物包含其氧化物(MgO,ZnO)或碳酸盐(Li2CO3,Na2CO3,K2CO3,Rb2CO3,Cs2CO3,CaCO3,SrCO3,BaCO3)形式的组成部分A2和C2,和其氧化物(在一方面是Sc2O3,La2O3,Ce2O3,B2O3,Al2O3,Ga2O3和在另一方面是MoO3,WO3和MnO2)形式的剩余组成部分B2,D2和Mn。

作为混合机,优选可以在步骤(w)中使用任何公知的粉末混合机。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(x′)在大气压下在氧气存在下进行,更优选在空气条件下进行。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(x′)进行至少一小时的时间,优选范围为1小时至48小时,更优选其为6小时至24小时,甚至更优选10小时至15小时。

在步骤(x′)的时间段之后,将煅烧的混合物冷却至室温。

在本发明的优选实施方案中,在步骤(w″)中加入溶剂以获得更好的混合条件。优选所述溶剂是有机溶剂,更优选其选自以下组的一个或多个成员:醇诸如乙醇,甲醇,异丙-2-醇,丁-1-醇;酮,例如丙酮,2-己酮,丁酮,乙基异丙基酮。

在本发明的优选实施方案中,该方法还包括在步骤(w″)之后在步骤(x′)之前的以下步骤(y′):

(y′)将步骤(w″)的混合物在100至500℃,优选200至400℃,甚至更优选250至350℃的温度下进行预煅烧。

优选地,其在大气压下和在氧气的存在下进行,更优选地在空气条件下进行。

在本发明的优选实施方案中,所述煅烧步骤(y′)进行至少1小时的时间,优选1小时至24小时,更优选范围为1小时至15小时,甚至更优选其为3小时至10小时,此外优选5小时至8小时。

在这段时间之后,优选将预煅烧的混合物冷却至室温。

在本发明的优选实施方案中,该方法还包括在预煅烧步骤(y′)之后的以下步骤(w″′),

(w″′)混合从步骤(y′)获得的混合物,以获得更好的混合物混合条件。

作为混合机,优选在步骤(w″′)中使用任何公知的粉末混合机。

在本发明的优选实施方案中,该方法还包括在步骤(x′)之前,在步骤(w″)之后的以下步骤(z′),优选在步骤(w″′)之后的以下步骤(z′),

(z′)通过模塑装置将来自步骤(w)或(y)的所述混合物模塑成压缩模塑体。

在本发明的优选实施方案中,该方法任选地包括在步骤(x′)之后的以下步骤(v′),

(v′)研磨获得的材料。

作为模塑装置,可以优选使用公知的模塑装置。

在本发明的一些实施方案中,无机磷光体可以发射具有从无机磷光体发射的光的峰值最大光波长在600nm至710nm范围内的光,优选地,其为660nm至710nm。

据信,从无机磷光体发出的光的峰值最大光波长在660nm至710nm的范围内非常适合于植物状态控制,特别是用于促进植物生长。

不希望受到理论的束缚,据信在UV和/或紫光波长区域中具有至少一个光吸收峰值最大光波长为300nm至430nm的无机磷光体可以使有害昆虫远离植物。

因此,在本发明的一些实施方案中,无机磷光体可以具有至少一个在300nm至430nm的紫外线和/或紫光波长区域的光吸收峰值最大光波长。

在本发明的一些实施方案中,从改善植物生长以及从组合物或从光转换片材发出的蓝和红(或红外)光的发射的均质性提高的角度看,可以优选使用这样的无机磷光体,该无机磷光体的由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为400nm至500nm和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长为650nm至750nm。

更优选地,使用这样的无机磷光体,该无机磷光体的由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为430nm至490nm,和第二峰值光发射波长范围为660nm至740nm,更优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长是450nm和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长范围为660nm至710nm。

优选地,所述至少一种无机磷光体是具有从无机磷光体发射的光的第一和第二峰值最大光波长的多个无机磷光体,或具有从无机磷光体发射的光的第一和第二峰值最大光波长的多个无机磷光体,或这些的组合。

据信从环境友好的角度看,可以优选使用Mn4+活化的金属氧化物磷光体,Mn,Eu活化的金属氧化物磷光体,Mn2+活化的金属氧化物磷光体,Fe3+活化的金属氧化物磷光体,因为这些磷光体在合成过程中不会产生Cr6+。

不希望受理论的束缚,据信Mn4+活化的金属氧化物磷光体对于植物生长非常有用,因为它显示出窄的光发射的半峰全宽(下文为“FWHM”),和并且具有峰值吸收波长在例如350nm和520nm的UV和绿波长区域中,并且发射峰值最大光波长在例如650nm至730nm的近红外线区域中。更优选其为670nm至710nm。

换句话说,不希望被理论所束缚,据信Mn4+活化的金属氧化物磷光体可以吸收吸引昆虫的特定紫外光和对植物生长没有任何好处的绿光,并且可以将所吸收的光转化为在650nm至750nm范围内的更长波长,优选其为660nm至740nm,更优选为660nm至710nm,甚至更优选为670nm至710nm,其可以有效地加速植物生长。

从这个角度来看,甚至更优选地,该无机磷光体可选自Mn活化的金属氧化物磷光体。

在本发明的进一步优选的实施方案中,该无机磷光体选自以下的一种或多种:Mn活化的金属氧化物磷光体或Mn活化的磷酸盐基磷光体,其由下式(I)至(VI)表示,

AxByOz:Mn4+-(I)

其中:A是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+,B是四价阳离子和是Ti3+,Zr3+或这些的组合;x≧1;y≧0;(x+2y)=z,优选A选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Zn2+,B是Ti3+,Zr3+或Ti3+和Zr3+的组合,x是2,y是1,z是4,更优选地,式(I)是Mg2TiO4:Mn4+;

XaZbOc:Mn4+-(II)

其中:X是一价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Li+,Na+,K+,Ag+和Cu+;Z是四价阳离子和选自Ti3+和Zr3+;b≧0;a≧1;(0.5a+2b)=c,优选X是Li+,Na+或这些的组合,Z是Ti3+,Zr3+或这些的组合,a是2,b是1,c是3,更优选式(II)是Li2TiO3:Mn4+;

DdEeOf:Mn4+-(III)

其中:D是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+;E是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;e≧10;d≧0;(d+1.5e)=f,优选D是Ca2+,Sr2+,Ba2+或任意这些的组合,E是Al3+,Gd3+或这些的组合,d是1,e是12,f是19,更优选式(III)是CaAl12O19:Mn4+;

DgEhOi:Mn4+-(IV)

其中:D是三价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;E是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;h≧0;a≧g;(1.5g+1.5h)=I,优选D是La3+,E是Al3+,Gd3+或这些的组合,g是1,h是12,i是19,更优选式(IV)是LaAlO3:Mn4+;

GjJkLlOm:Mn4+-(V)

其中:G是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+;J是三价阳离子和选自Y3+,Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;L是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;l≧0;k≧0;j≧0;(j+1.5k+1.5l)=m,优选G选自Ca2+,Sr2+,Ba2+或任意这些的组合,J是Y3+,Lu3+或这些的组合,L是Al3+,Gd3+或这些的组合,j是1,k是1,l是1,m是4,更优选其是CaYAlO4:Mn4+;

MnQoRpOq:Eu,Mn-(VI)

其中:M和Q是二价阳离子和彼此独立地或依赖地选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Mn2+,Ce2+;R是Ge3+,Si3+,或这些的组合;n≧1;o≧0;p≧1;(n+o+2.0p)=q,优选M是Ca2+,Q是Mg2+,Ca2+,Zn2+或任意这些的组合,R是Si3+,n是1,o是1,p是2,q是6,更优选其是CaMgSi2O6:Eu2+,Mn2+;

A5P6O25:Mn4+ (VII)

其中该组成部分“A”表示至少一种选自以下的阳离子:Si4+,Ge4+,Sn4+,Ti4+和Zr4+;

A12B1C1O6:Mn4+ (IX)

A1=至少一种选自以下的阳离子:Mg2+,Ca2+,Sr2+和Ba2+Zn2+,优选A1是Ba2+;

B1=至少一种选自以下的阳离子:Sc3+,Y3+,La3+,Ce3+,B3+,Al3+和Ga3+,优选B1是Y3+;

C1=至少一种选自以下的阳离子:V5+,Nb5+和Ta5+,优选C1是Ta5+;和

A2B2C2D1O6:Mn4+ (X)

A2=至少一种选自以下的阳离子:Li+,Na+,K+,Rb+和Cs+,优选A2是Na+;

B2=至少一种选自以下的阳离子:Sc3+,La3+,Ce3+,B3+,Al3+和Ga3+,优选B2是La3+;

C2=至少一种选自以下的阳离子:Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+和Zn2+,优选C2是Mg2+;

D1=至少一种选自以下的阳离子:Mo6+和W6+,优选D1是W6+。

由化学式(VI)表示的Mn活化的金属氧化物磷光体是更优选的,因为其发射出这样的光,该光的由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为500nm或更小,和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长范围为650nm或更大,优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为400nm至500nm,和第二峰值光发射波长范围为650nm至750nm,更优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为420nm至480nm,和第二峰值光发射波长范围为660nm至740nm,甚至更优选由该无机磷光体发射的光的第一峰值最大光波长范围为430nm至460nm和由该无机磷光体发射的光的第二峰值最大光波长范围为660nm至710nm。

在本发明的优选实施方案中,所述磷光体是Mn活化的金属氧化物磷光体或磷酸盐基磷光体,其由化学式(I),(VII),(IX)或(X)表示。

在本发明的一些优选实施方案中,该无机磷光体可以是Mn活化的金属氧化物磷光体,其选自Mg2TiO4:Mn4+,Li2TiO3:Mn4+,CaAl12O19:Mn4+,LaAlO3:Mn4+,CaYAlO4:Mn4+,CaMgSi2O6:Eu2+,Mn2+,和任意这些的组合。

在本发明的一些实施方案中,从更好的光转换性能,更低的生产成本和更少的生产机器生产损害的角度出发,该组合物的磷光体的总量范围为0.01wt.%至30wt.%,基于该组合物的总量,优选其为0.1wt.%至10wt.%,更优选0.3wt.%至5wt.%,此外优选其为0.5wt.%至3wt.%。

-基质材料

根据本发明,在一些实施方案中,基质材料是有机材料,和/或无机材料,优选Al2O3,TeO2:Na2Co3:ZnO:BaCo3=7:1:1:1的熔融组合物,和TeO2:Na2Co3:ZnO:BaCo3=7:1:1:1和Al2O3的熔融混合物是被排除的。优选该基质材料是有机材料。

优选地,该基质材料是有机低聚物或有机聚合物材料,更优选有机聚合物选自透明的光固化性聚合物,热固性聚合物,热塑性聚合物,或任意这些的组合,可以是优选使用的。

因此,在本发明的一些实施方案中,该基质材料是有机材料,和/或无机材料,优选该基质材料是有机材料,更优选其是有机低聚物或有机聚合物材料,甚至更优选有机聚合物选自透明的光固化性聚合物,热固性聚合物,热塑性聚合物,或任意这些的组合。

作为有机聚合物材料,可优选使用多糖,聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚甲基戊烯,聚丁烯,丁二烯苯乙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸类苯乙烯,苯乙烯-丙烯腈,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚苯醚,聚丙烯腈,聚乙烯醇,丙烯腈聚碳酸酯,聚偏二氯乙烯,聚碳酸酯,聚酰胺,聚缩醛,聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚四氟乙烯,乙基醋酸乙烯酯共聚物,乙烯四氟乙烯共聚物,聚酰胺,苯酚,三聚氰胺,尿素,聚氨酯,环氧化物,不饱和聚酯,聚烯丙基砜,聚丙烯酸酯,羟基苯甲酸聚酯,聚醚酰亚胺,聚对苯二甲酸环亚己基二亚甲基酯(polycyclohexylenedimethylene terephthalate),聚萘二甲酸乙二醇酯,聚酯碳酸酯,聚乳酸,酚醛树脂,硅酮或任意这些的组合。

作为光固化性聚合物,可以优选使用几种(甲基)丙烯酸酯。如未取代的丙烯酸(甲基)丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸2-乙基己基酯,甲基丙烯酸2-乙基己基酯;取代的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如羟基,环氧基或卤素取代的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环戊烯基酯,四氢糠基-(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸苄酯,聚乙二醇二-(甲基)丙烯酸酯。

考虑到组合物的更好的涂覆性能,片材强度和良好的操作性,基质材料的重均分子量为5,000至50,000,优选为10,000至30,000。

根据本发明,分子量Mw通过GPC(=凝胶渗透谱法)相对于内部聚苯乙烯标准物测定。

作为热固性聚合物,可以优选使用公知的透明热固性聚合物。如OE6550(商标)系列(道康宁)。

作为热塑性聚合物,热塑性聚合物的类型没有特别限制。例如,可以根据需要优选使用天然橡胶(折射率(n)=1.52),聚异戊二烯(n=1.52),聚1,2-丁二烯(n=1.50),聚异丁烯(n=1.51),聚丁烯(n=1.51),聚-2-庚基1,3-丁二烯(n=1.50),聚-2-叔丁基-1,3-丁二烯(n=1.51),聚-1,3-丁二烯(n=1.52),聚氧乙烯(n=1.46),聚氧丙烯(n=1.45),聚乙烯基乙基醚(n=1.45),聚乙烯基己醚(n=1.46),聚乙烯基丁基醚(n=1.46),聚醚,聚乙酸乙烯酯(n=1.47),聚酯,例如聚丙酸乙烯酯(n=1.47),聚氨酯(n=1.5至1.6),乙基纤维素(n=1.48),聚氯乙烯(n=1.54至1.55),聚丙烯腈(n=1.52),聚(n n=1.52),聚砜(n=1.63),聚硫化物(n=1.60),苯氧基树脂(n=1.5至1.6),聚丙烯酸乙酯(n=1.47),聚丙烯酸丁酯(n=1.47),聚-丙烯酸2-乙基己酯(n=1.46),聚丙烯酸叔丁酯(n=1.46),聚丙烯酸3-乙氧基丙酯(n=1.47),聚氧羰基四甲基丙烯酸酯(n=1.47),聚甲基丙烯酸甲酯(n=1.47至1.48),聚甲基丙烯酸异丙酯(n=1.47),聚甲基丙烯酸十二烷基酯(n=1.47),聚甲基丙烯酸十四烷基酯(n=1.47),聚甲基丙烯酸正丙酯(n=1.48),聚甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己基酯(n=1.48),聚甲基丙烯酸乙酯(n=1.49),聚甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙基酯(n=1.49),聚甲基丙烯酸1,1-二乙基丙基酯(n=1.49),聚(甲基)丙烯酸酯,例如聚甲基丙烯酸甲酯(n=1.49),或这些的任意组合。

在本发明的一些实施方案中,如果需要,可以将这样的热塑性聚合物共聚。

可以与上述热塑性聚合物共聚的聚合物例如是聚氨酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯,聚醚丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯(n=1.48至1.54)也可以使用。从颜转换片材的粘合性的观点来看,优选聚氨酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯。

根据本发明,基于弹性体的物理性质将弹性体掺入热塑性聚合物或热固性聚合物中。

在“基质材料”和“无机磷光体”中上述的基质材料和无机磷光体可优选用于光转换介质(100)。

在本发明的一些实施方案中,组合物可任选地进一步包含一种或多种另外的无机磷光体,其发射蓝光或红光。

添加剂

根据本发明的组合物和/或光转换介质可以进一步包含一种或多种添加剂。包含铺展剂和/或表面处理剂是一个优选的实施方案。

当将组合物施用到叶上时,组合物最好保留在叶上一段时间以展示其性质。但是由叶分泌的蜡可以抑制该组合物保持在叶上,并将其从叶掉出。铺展剂起到改善组合物的铺展性能、润湿性和/或粘附性的作用。表面处理剂可以改变磷光体或离开表面(优选磷光体)的极性以减小它们之间的排斥力。优选地,铺展剂可以选自肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、饱和C12-18脂肪醇的辛酸酯/癸酸酯、油酸、油基酯、油酸乙酯、甘油三酯、硅油、二丙二醇甲醚及其组合。铺展剂的一个优选实施方案是Approach BI(商标,KaoCorp.)。

作为一个实施方案,在组合物中,铺展剂与诸如磷光体的光调制材料的重量的重量比为5-200重量%,优选5-100重量%,更优选5-20重量%,并且进一步优选7.5-15重量%。作为一个实施方案,表面处理剂与组合物中磷光体的质量的质量比为5-200重量%,优选5-100重量%,更优选5-20重量%,进一步优选7.5-15重量%。

所述组合物可进一步包含成分(一种或多种)。所述成分的优选实施方案是佐剂、分散剂、表面活性剂、杀真菌剂、杀虫剂、肥料、抗微生物剂和/或抗真菌剂。佐剂可以增强有效组分(例如杀虫剂)的渗透性,抑制组合物中溶质的沉淀,或降低植物毒性。组合物中的溶质(例如,磷光体)不一定溶解在组合物中。在组合物是液体的情况下,分散剂是有用的,因为其有助于溶质被均匀地施加到植物的至少一部分(优选地施加到植物叶的表面)。在此,表面活性剂是指其不包含其它添加剂或不被其它添加剂包含,例如铺展剂、表面处理剂和佐剂。在组合物是液体的情况下,具有良好的悬浮性的磷光体是合乎需要的,因为磷光体容易悬浮在组合物中。

优选地,佐剂可选自矿物油、植物或动物来源的油、此类油的烷基酯或此类油的混合物和油衍生物、以及它们的组合。

表面活性剂的优选实施方案是聚氧乙烯烷基醚(例如聚氧乙烯月桂基醚,聚氧乙烯油基醚和聚氧乙烯十六烷基醚);聚氧乙烯脂肪酸二醚;

聚氧乙烯脂肪酸单醚;聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物;乙炔醇;乙炔二醇衍生物(例如,乙炔二醇,乙炔醇的聚乙氧基酯,和乙炔二醇的聚乙氧基酯);含硅表面活性剂(例如,Fluorad(商标,Sumitomo3M Ltd),MEGAFAC(商标,DIC Corp.),和Surufuron(商标,Asahi Glass Co.,Ltd.));以及有机硅氧烷表面活性剂,例如KP341(商标,Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)。

上述乙炔二醇的实例包括:3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、和2,5-二甲基-2,5-己二醇。

阴离子表面活性剂的实例包括:烷基二苯醚二磺酸的铵盐和有机胺盐、烷基二苯醚磺酸的铵盐和有机胺盐、烷基苯磺酸的铵盐和有机胺盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸的铵盐和有机胺盐、和烷基硫酸的铵盐和有机胺盐。

此外,两性表面活性剂的实例包括2-烷基-N-羧基甲基-N-羟乙基咪唑鎓甜菜碱和月桂酸酰氨基丙基羟基砜甜菜碱。

稍后描述杀虫剂和肥料的解释。这里,杀虫剂制剂的活性成分是杀虫剂成分。并且在此,肥料制剂的活性成分是肥料成分。

作为一个实施方案,分散剂、表面活性剂、杀真菌剂、杀虫剂、肥料、抗微生物剂和抗真菌剂的每一种添加剂与组合物中磷光体的重量的重量比为5-200重量%,优选5-200重量%,更优选5-150重量%,进一步优选5-20重量%,进一步优选7.5-15重量%。

-溶剂

所述组合物还可包含至少一种溶剂,所述溶剂包含选自水和有机溶剂中的至少一种。已知的通常的水可以用作所述水,其可以选自农业水、自来水、工业用水、纯水、蒸馏水和去离子水。在组合物中包括所述有机溶剂可用于溶解溶质。有机溶剂优选选自醇溶剂、醚溶剂和它们的混合物。所述醇溶剂的一个优选实施方案选自乙醇、异丙醇、环己醇、苯氧基乙醇、苯甲醇或其混合物。所述醇溶剂的更优选的实施方案是乙醇。所述醚溶剂的一个优选实施方案选自二甲醚、丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、苯基溶纤剂、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单苯基醚或其混合物。所述醚溶剂的更优选的实施方案是二甲醚。

所述组合物中所述溶剂与组合物总量的重量比优选为70-99.95重量%,更优选80-99.90重量%,进一步优选90-99.90重量%,此外优选95-99.50重量%。所述水与其它溶剂的总和的重量比优选为80重量%至100重量%,更优选90重量%至100重量%,进一步优选95重量%至100重量%,此外优选99重量%至100重量%。所述溶剂优选为水、乙醇、二甲醚或其混合物。由水组成的溶剂是避免对于动物不必要的作用的一个优选实施方案。

磷光体与组合物的总重量的重量比优选在0.05至30重量%,更优选0.1至10重量%,进一步优选0.5至5重量%,此外优选0.8至3重量%的范围内。在组合物是液体的情况下,在植物(优选叶)上施加的磷光体的量取决于要施加的磷光体的浓度和组合物的剂量。本领域技术人员可以基于所应用的测量、目的、植物种类等来控制它们。当然,所述溶剂与组合物的总质量的质量比和磷光体与组合物的总质量的质量比的总和不超过100wt%。

组合物中磷光体的mol/L优选为10-7-10-2mol/L,更优选10-6-10-3mol/L,进一步优选10-5-10-4mol/L。在磷光体具有其分子量范围的情况下,可以使用获得平均分子量(优选重均分子量)的已知方法来计算其mol/L(摩尔浓度)。

-光转换介质

在另一方面,本发明还涉及一种光转换介质,其包括至少一种光调制材料和基质材料,优选地,光转换介质包含至少一个连接部分,使得光转换介质可以连接到植物的至少一部分。优选地,所述光转换部件包括多种光调制材料。

本发明的光转换介质适用于农业中以控制植物的状态。特别地,本发明的方法适用于照射植物叶的下侧表面的至少一部分。

根据本发明,所述光转换介质可以容易地连接,并且还可以容易地移除所述光转换介质。并且所述光转换介质中的一种或多种可以连接在同一植物或多于两种的植物上,以有效地照射该植物的下侧表面。

在本发明的一些实施方案中,所述光转换介质可以包括光转换部分和至少一个连接部分,其中,所述光转换部分包括至少一种光调制材料和基质材料,优选地,所述光转换部分包括多种光调制材料。

在本发明的优选实施方案中,所述光转换介质至少包括光转换部分,并且所述光转换部分包括如在图1中描述的一个或多个狭缝。

在本发明的一些优选实施方案中,所述一个或多个狭缝可用于通过抓住植物的叶或茎上的一个或多个狭缝来将光转换介质放置在叶的下侧。

在本发明的优选实施方案中,所述光转换介质是网或片的形式。

优选地,光转换介质的厚度在1μm至1,000μm的范围内,优选地在5μm至500μm的范围内,甚至更优选地在10μm至250μm的范围内。

在本发明的一些实施方案中,基于基质材料的总量,光转换部分中的磷光体的总量在从0.01wt%至50wt%的范围内,优选地从0.1wt%至20wt%,更优选地从0.3wt%至10wt%,进一步优选为0.5wt.%至5wt.%(从更好的光转换性能、更低的生产成本和更少的生产机器的生产损坏的角度来看)。

优选实施方案

1.用于控制植物的状态的方法,至少包括;

i)用从人工光源发射的光和/或用从光调制材料发射的光和/或用从光调制材料选择性地反射的光来照射植物的叶的下侧的至少一部分。

2.实施方案1的方法,其中步骤(i)至少包括以下步骤ii)

和iii);

ii)用具有至少一种光调制材料,包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质吸收穿过植物的叶的光的至少一部分,

其中所述至少一种光调制材料、包含至少一种光调制材料的组合物和/或包含至少一种光调制材料的光转换介质被放置在叶的下侧的至少一部分上;

iii)用从所述光调制材料发射的光和/或选择性地反射的光照射植物的叶的下侧表面的至少一部分。

3.根据实施方案1或2所述的方法,其中从所述光调制材料发射或从所述光调制材料选择性地反射的光具有在500nm或更小,和/或600nm或更大的范围内的峰值最大光波长,优选地,它在400至500nm和/或600至750nm的范围内。

4.根据实施方案1至3中任一项所述的方法,其中步骤i),优选在步骤ii)和/或步骤iii)中,所述光调制材料、所述组合物和/或所述光转换介质直接放置在植物的叶的下侧表面上或距植物的叶的下侧表面15cm内,优选地,植物的叶的下侧表面与所述光调制材料之间的距离在从0cm至15cm的范围内,更优选0.01cm至15cm,甚至更优选0.1cm至10cm,甚至更优选0.1cm至5cm。

5.根据实施方案1至4中任一项所述的方法,其中所述光调制材料和/或光转换介质由粘合剂材料涂覆。

6.根据实施方案1至5中任一项所述的方法,其中所述组合物还包含粘合剂材料。

7.根据实施方案1至6中任一项所述的方法,其中所述光转换介质包含至少一个连接部分,使得所述光转换介质可以连接到植物的一部分。

8.根据实施方案1至7中任一项所述的方法,其中所述光转换介质为网或片的形式。

9.根据实施方案1至8中任一项所述的方法,其中所述光转换介质的厚度在1μm至1,000μm的范围内,优选地它在5μm至500μm的范围内,甚至更优选地它在10μm至250μm的范围内。

10.根据实施方案1至9中任一项所述的方法,其中,所述光调制材料选自颜料、染料和发光材料,优选地,所述光调制材料是发光材料,更优选地,所述光调制材料是选自有机材料或无机材料的发光材料,甚至更优选地,所述光调制材料是选自磷光体或半导体纳米颗粒的无机材料。

11.根据实施方案1至10中任一项所述的方法,其中所述光调制材料是基于石榴石、硅酸盐、原硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、硅基氧氮化物、次氮基硅酸盐、次氮基铝硅酸盐、氧代次氮基硅酸盐、氧代次氮基铝硅酸盐和稀土掺杂的赛隆的磷光体。

12.根据实施方案1至11中任一项所述的方法,其中所述光调制材料是由以下式(I)表示的金属氧化物磷光体。

C1pC2qC3rC4sOt:MC-(I)

其中C1为一价阳离子,其为选自Li、Na、K、Rb和Cs的至少一种,

C2是二价阳离子,其是选自Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、Ce和Sn中的至少一种,

C3是三价阳离子,其是选自Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、Sm、Al、Ga和In的至少一种,

C4是四价阳离子,其是选自Si、Ti和Ge的至少一种。

MC为金属阳离子,其是选自Cr3+、Eu2+、Mn2+、Mn4+、Fe3+和Ce3+的至少一种,以及

p、q、r、s和t是或大于0的整数,满足(1p+2q+3r+4s)=2t,并且p、q、r和s中的至少一个是或大于1。

13.根据实施方案1至12中任一项所述的方法,其中所述光调制材料是选自由以下式(II)或(III)表示的Cr活化的金属氧化物磷光体、由以下式(IV)或(V)表示的Mn活化的金属氧化物磷光体以及由以下式(I')到(X')或(VII”)表示的金属氧化物磷光体的金属氧化物磷光体;

AxByOz:Cr3+-(II)

其中A为三价阳离子且选自Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc和Sm,B为三价阳离子且选自Al、Ga、Lu、Sc和In;x和y为整数;x≥0;y≥1;且1.5(x+y)=z;

XaZbOc:Cr3+-(III)

其中X为二价阳离子且选自Mg,Zn,Cu,Co,Ni,Fe,Ca,Sr,Ba,Mn,Ce和Sn;Z为三价阳离子且选自Al、Ga、Lu、Sc和In;a和b为整数;b≥0;a≥1;和(a+1.5b)=c;

C2qC3rC4sOt:MC2+-(IV)

其中,MC2+是选自“Eu2+”、“Mn2+”或“Eu2+,Mn2+”的二价金属阳离子;

C2、C3、C4、q、r、s和t的定义独立地与权利要求11相同;

C2qC3rC4sOt:Mn4+-(V)

其中C2、C3、C4、q、r、s和t的定义独立地与权利要求11相同;

AxByOz:Mn4+-(I’)

其中:A是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+,B是四价阳离子和是Ti3+,Zr3+或这些的组合;x≧1;y≧0;(x+2y)=z,优选A选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Zn2+,B是Ti3+,Zr3+或Ti3+和Zr3+的组合,x是2,y是1,z是4;

XaZbOc:Mn4+-(II’)

其中:X是一价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Li+,Na+,K+,Ag+和Cu+;Z是四价阳离子和选自Ti3+和Zr3+;b≧0;a≧1;(0.5a+2b)=c,优选X是Li+,Na+或这些的组合,Z是Ti3+,Zr3+或这些的组合,a是2,b是1,c是3;

DdEeOf:Mn4+-(III’)

其中:D是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+;E是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;e≧10;d≧0;(d+1.5e)=f,优选D是Ca2+,Sr2+,Ba2+或任意这些的组合,E是Al3+,Gd3+或这些的组合,d是1,e是12,f是19;

DgEhOi:Mn4+-(IV’)

其中:D是三价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;E是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;h≧0;a≧g;(1.5g+1.5h)=I,优选D是La3+,E是Al3+,Gd3+或这些的组合,g是1,h是12,i是19;

GjJkLlOm:Mn4+-(V’)

其中:G是二价阳离子和选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+;J是三价阳离子和选自Y3+,Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;L是三价阳离子和选自Al3+,Ga3+,Lu3+,Sc3+,La3+和In3+;l≧0;k≧0;j≧0;(j+1.5k+1.5l)=m,优选G选自Ca2+,Sr2+,Ba2+或任意这些的组合,J是Y3+,Lu3+或这些的组合,L是Al3+,Gd3+或这些的组合,j是1,k是1,l是1,m是4;

MnQoRpOq:Eu,Mn-(VI’)

其中:M和Q是二价阳离子和彼此独立地或依赖地选自以下组的一个或多个成员:Mg2+,Zn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mn2+,Ce2+和Sn2+;R是Ge3+,Si3+,或这些的组合;n≧1;o≧0;p≧1;(n+o+2.0p)=q,优选M是Ca2+,Sr2+,Ba2+或任意这些的组合,Q是Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Zn2+或任意这些的组合,R是Ge3+,Si3+,或这些的组合,n是1,o是1,p是2,q是6;

A5P6O25:Mn4+ (VII’)

其中组分“A”代表选自以下组的至少一种阳离子:Si4+,Ge4+,Sn4+,Ti4+和Zr4+;(A1-xMnx)5P6O25(VII”)

组分A代表选自以下组的至少一种阳离子:Si4+,Ge4+,Sn4+,Ti4+和Zr4+,优选A为Si4+;0<x≤0.5,优选0.05<x≤0.4。作为本发明的优选实施方案,式(VII”)的Mn为Mn4+;

XO6 (VIII’)

其中X=(A1)2B1(C1(1-x)Mn4+5/4x),或X=A2B2C2(D1(1-y)Mn4+1.5y),0<x≤0.5,0<y≤0.5,

A1,B1,C1,A2,B2,C2和D1独立地与以下相同;

A12B1C1O6:Mn4+ (IX’)

A1=选自Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+Zn2+的至少一种阳离子,优选A1是Ba2+。

B1=选自Sc3+、Y3+、La3+、Ce3+、B3+、Al3+和Ga3+的至少一种阳离子,优选地B1是Y3+。

C1=选自V5+、Nb5+和Ta5+的至少一种阳离子,优选C1是Ta5+;

A2B2C2D1O6:Mn4+ (X')

A2=选自Li+、Na+、K+,Rb+和Cs+的至少一种阳离子,优选A2是Na+。

B2=选自Sc3+、La3+、Ce3+、B3+、Al3+和Ga3+的至少一种阳离子,优选地B2是La3+。

C2=选自Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+和Zn2+的至少一种阳离子,优选C2是Mg2+。

D1=选自Mo6+和W6+的至少一种阳离子,优选地D1是W6+。

14.实施方案1至13中任一项的方法,其中所述光调制材料是选自以下的金属氧化物磷光体:Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、Sr3MgSi2O8:Mn4+、Sr2MgSi2O7:Mn4+、SrMgSi2O6:Mn4+、Mg2SiO4:Mn2+、BaMg6Ti6O19:Mn4+、Mg2TiO4:Mn4+、Li2TiO3:Mn4+、CaAl12O19:Mn4+、ZnAl2O4:Mn2+、LiAlO2:Fe3+、LiAl5O8:Fe3+、NaAlSiO4:Fe3+、MgO:Fe3+、Mg8Ge2O11F2:Mn4+、CaGa2S4:Mn2+、Gd3Ga5O12:Cr3+、Gd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+、(Ca,Ba,Sr)MgSi2O6:Eu,Mn、(Ca,Ba,Sr)2MgSi2O7:Eu,Mn、(Ca,Ba,Sr)3MgSi2O8:Eu,Mn、ZnS、InP/ZnS、CuInS2、CuInSe2、CuInS2/ZnS、碳量子点、CaMgSi2O6:Eu2+、Mn2+、Si5P6O25:Mn4+、Ba2YTaO6:Mn4+、NaLaMgWO6:Mn4+、Y2MgTiO6:Mn4+、CaMgSi2O6:Eu2+、Sr2MgSi2O7:Eu2+、SrBaMgSi2O7:Eu2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+、LiSrPO4:Eu2+、LiCaPO4:Eu2+、NaSrPO4:Eu2+、KBaPO4:Eu2+、KSrPO4:Eu2+、KMgPO4:Eu2+、-Sr2P2O7:Eu2+、-Ca2P2O7:Eu2+、Mg3(PO4)2:Eu2+、Mg3Ca3(PO4)4:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+、SrMgAl10O17:Eu2+、AlN:Eu2+、Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、NaMgPO4(钾芒硝):Eu2+、Na3Sc2(PO4)3:Eu2+、LiBaBO3:Eu2+、NaSrBO3:Ce3+、NaCaBO3:Ce3+、Ca3(BO3)2:Ce3+、Sr3(BO3)2:Ce3+、Ca3Y(GaO)3(BO3)4:Ce3+、Ba3Y(BO3)3:Ce3+、CaYAlO4:Ce3+、Y2SiO5:Ce3+、YSiO2N:Ce3+、Y5(SiO4)3N:Ce3+、CaAlSiN3:Eu2+、SrAlSiN3:Eu2+、Sr2Si5N8:Eu2+、SrLiAlN4:Eu2+、LiAl5O8:Cr3+、SrAlSi4N7:Eu2+、Ca2SiO4:Eu2+、NaMgPO4:Eu2+、CaS:Eu2+、K2SiF6:Mn4+、K3SiF7:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、K2NaAlF6:Mn4+、BaSiF6:Mn4+、YVO4:Eu3+、MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+、Y2O3:Eu3+、Ca2Al3O6FGd3Ga5O12:Cr3+,Ce3+和石墨烯量子点。

15.由实施方案1至14中任一项的方法获得或可获得的植物。

16.光调制材料、包含至少一种光调制材料和另一种材料的组合物、或包含至少组合物和溶剂的制剂的用途,用于通过将所述光调制材料、所述组合物或所述制剂提供到植物叶的下侧的至少一部分上来控制植物的状态。

17.一种光学介质的用途,所述光学介质包括至少一种光调制材料和/或包括至少一种光调制材料和另一种材料的组合物,用于通过提供所述光学介质来控制植物的状态,使得来自所述光学介质的发射光可以照射植物的叶的下侧的至少一部分,优选地是植物的叶的下侧的整个部分,优选地,所述光转换介质包括多种光调制材料。

18.一种光转换介质,其包括至少一种光调制材料和基质材料和/或组合物,所述组合物包括至少一种光调制材料和另一种材料,其中所述光转换介质包含至少一个连接部分,使得所述光转换介质可以连接到植物的至少一部分,优选地,所述光转换介质包括多种光调制材料。

19.光转换介质的用途,所述光转换介质包括至少一种光调制材料和/或组合物,所述组合物包括至少一种光调制材料和另一种材料,用于通过放置光转换介质来控制植物的状态,使得来自光转换介质的发射光可以照射植物的叶的下侧的至少一部分,优选地为植物的叶的下侧的整个部分,优选地,所述光转换介质包括多种光调制材料。

发明效果

本发明提供以下列出的一个或多个技术效果;实现从光源到叶表面的改进的照射/反射量;

更有效地使用从光源发射的光;防止或减少从光转换材料发射/反射的转换光的衰减;提供用于更有效和/或更容易地获取用于植物的功能波长的最佳结构;提供用于产生具有增强的蓝、红和/或红外光颜分量的光的高度实际的植物生长材料和安装方法;将材料的光学功能提供给植物更长的时间段;设置农业材料而不需要苦工;设置农业材料而不需要支付高的材料成本;提供能够具有两种或更多种效果的农业材料。

下面的合成实施例和工作实施例提供了对本发明的描述,但无意限制本发明的范围。

工作实施例

工作实施例1

在Y2MgTiO6:Mn4+的典型合成中,磷光体前体通过常规聚合的复杂方法合成。氧化钇、氧化镁、氧化钛和氧化锰的原料以2.000:1.000:0.999:0.001的化学计量摩尔比制备。将化学品放入研钵中并通过研杵混合30分钟。所得的材料在空气中通过在1500℃下烧制6小时而被氧化。

为了确认所得材料的结构,使用X射线衍射仪(RIGAKU RAD-RC)进行XRD测量。

使用分光荧光计(JASCO FP-6500)在室温下测量光致发光(PL)光谱。

使用荧光材料、铺展剂和溶剂制备农业溶液。然后,我们制备1wt%的Y2MgTiO6:Mn4+磷光体水溶液。

这些实验在温室下在自然光(太阳光)下进行。农业组合物在自种植日期的第一天、第15天和第28天在叶的背面上用刷子大致均匀地涂在萝卜幼苗上。

在另一方面,作为对照实验,与上述溶液相同的农业组合物在叶的正面上用刷子大致均匀地涂在萝卜幼苗上,并且在自种植日期的第一天、第15天和第28天。

此外,作为另一个对照实验,没有磷光体的农业组合物在叶的背面上用刷子大致均匀地涂在萝卜幼苗上,并且在自种植日期的第一天、第15天和第28天。

如下评估在自种植日期36天的茎重量。对1个植物的新鲜干细胞进行称重。将茎在干燥器中在85℃下干燥超过24小时。然后对1个植物的干燥茎重进行称重。下面的表1中描述了6个植物的平均值。完成相同的程序以评估比较例,其为在叶上具有磷光体,和在叶上没有磷光体。

表1示出了测试结果。

表1

该测试显示,工作实施例植物比对比例的植物生长得更多。

-工作实施例2

在Al2O3:Cr3+的典型合成中,磷光体通过常规固相方法合成。氧化铝和氧化铬的原料以0.99:0.01的化学计量摩尔比制备。将化学品放入研钵中并通过研杵混合30分钟。所得材料在空气中通过在1400℃下烧制6小时而被氧化。

为了确认所得材料的结构,使用X射线衍射仪(RIGAKU RAD-RC)进行XRD测量。

使用分光荧光计(JASCO FP-6500)在室温下测量光致发光(PL)光谱。

使用荧光材料、铺展剂和溶剂制备农业溶液。然后,我们制备1wt%的Al2O3:Cr3+,磷光体水溶液。

这些实验在人造光下在温室中进行。农业组合物在自种植日期的第一天、和第15天在叶的背面上用刷子大致均匀地涂在芝麻菜幼苗上。

另一方面,作为对照实验,与上述溶液相同的农业组合物在叶的正面上用刷子大致均匀地涂在芝麻菜幼苗上,并且在自种植日期的第一天、和第15天的。

此外,作为另一个对照实验,没有磷光体的农业组合物在叶的背面上用刷子大致均匀地涂在芝麻菜幼苗上,并且在自种植日期的第一天、和第15天。

自种植日期的第22天叶重量被如下评价。对1个植物的新鲜叶重量进行称重。叶在干燥器中在85℃下干燥超过24小时。然后对1个植物的干燥叶重量进行称重。下面的表2中描述了6个植物的平均值。完成相同的程序以评估对比例3和4,其为在叶上具有磷光体,和在叶上没有磷光体。

表2示出了测试结果。

表2

该测试显示,工作实施例植物比对比例3和4生长地更多。

工作实施例3

在Mg2TiO4:Mn4+的典型合成中,Mg2TiO4:Mn4+的磷光体前体通过常规固态反应合成。氧化镁、氧化钛和氧化锰的原料以2.000:0.999:0.001的化学计量摩尔比制备。将化学品放入混合器中并通过研杵混合30分钟。所得材料通过在空气中在1000℃下烧制3小时而被氧化。

为了确认所得材料的结构,使用X射线衍射仪(RIGAKU RAD-RC)进行XRD测量。使用分光荧光计(JASCO FP-6500)在室温下测量光致发光(PL)光谱。光致发光激发光谱示出了300-400nm的UV区域,而发射光谱显示出从660-750nm的深红区域。

然后,将20g的Mg2TiO4:Mn4+磷光体和0.6g硅氧烷化合物(SH 1107,由Toray DowCorning Co.,Ltd制造)放入Waring共混机中,并以低速混合2分钟。在该方法中均匀地表面处理之后,所得材料在烘箱中在140℃下热处理90分钟。

然后,通过用具有63μm的开口的不锈钢丝网摇动获得具有经校准(aligned)的粒度的最终表面处理的Mg2TiO4:Mn4+磷光体。

使用Mg2TiO4:Mn4+作为磷光体,并且用Petrothene 180(商标,TosohCorporation)作为聚合物制备农业材料。混合聚合物中的1wt%的Mg2TiO4:Mn4+磷光体,并且通过使用捏合机和吹胀成型机形成具有50μm层厚度的大植物生长促进介质。

然后将所有片材放置在Goya叶的后面,并且将其暴露于太阳光线15天。最后,测量它们的鲜重和干燥重量。

工作实施例4

-合成Al2O3:Cr3+

Al2O3:Cr3+的磷光体前体通过常规共沉淀方法合成。将九水合硝酸铝和九水合硝酸铬(III)的原料溶解在具有0.99:0.01的化学计量摩尔比的去离子水中。将NH4HCO3作为沉淀剂添加到混合的氯化物溶液中,并且将混合物在60℃搅拌2h。所得溶液在95℃下干燥12小时,然后完成前体的制备。通过在空气中在1300℃下煅烧3小时来氧化所获得的前体。为了确认所得材料的结构,使用X射线衍射仪(RIGAKU RAD-RC)进行XRD测量。使用分光荧光计(JASCO FP-6500)在室温下测量光致发光(PL)光谱。

Al2O3:Cr3+的吸收峰值最大光波长是420nm和560nm,发射峰值最大光波长在从690nm到698nm的范围内,从Al2O3:Cr3+发射的光的半峰全宽(以下“FWHM”)在从90nm到120nm的范围内。

-组合物和颜转化介质制造

使用Al2O3:Cr3+作为磷光体制备,和用Petrothene 180(商标,TosohCorporation)作为聚合物来制备农业材料。

混合聚合物中1wt%的Al2O3:Cr3+磷光体,并且通过使用捏合机和吹胀成型机形成具有50μm层厚度的大植物生长促进介质。

然后将所有片材放置在Goya叶的后面,并且将其暴露于太阳光线15天。最后,测量它们的鲜重和干燥重量。

表3示出了测试结果。

表3

本文发布于:2024-09-25 01:12:25,感谢您对本站的认可!

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