LED植物照明用新型高效荧光粉的制备与性能研究

基本信息
批准号:51762035
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:38.00
负责人:刘小明
学科分类:
依托单位:南昌航空大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐星华,丁园,胡斌,邓春健,傅毛生,王芊,谢伟杰,李益祖,冯景春
关键词:
发光特性稀土发光材料LED植物照明发光机理
结项摘要

Taking LED plant lighting as application background, the project is going to explore new phosphors for plant lighting LED with blue, red, and pink (blue and red with a specific ratio) light emission. The specific research content is shown as follows: Firstly, we will investigate the ternary phase diagram of alkaline-earth composite aluminum silicate, inspect the composition and structure of these new phase to looking for new host materials for LED plant lighting phosphors. The Eu2+, Ce3+, Mn2+, Mn4+ ions will be singly or doubly doped in these new obtained alkaline-earth composite aluminum silicate to get high efficient blue, red and pink emission phosphors for LED plant lighting. The energy distribution of the emission spectra will be tuned by tuning the doping ratio and species of doping ions, e.g., Eu2+, Ce3+, Mn2+, Mn4+ ions to get the composition and the synthesis conditions of high efficient composite aluminum silicate phosphors. Secondly, we will modulate the matrix phase composition and lattice structure of the above obtained alkaline-earth composite aluminum silicate phosphors to get high efficient luminescence with emission spectra matching well with that of blue, red and pink light required by plant photosynthesis. Also, we will investigate how the chemical composition, crystal structure of host lattice influence the luminescence properties of the doping active ions in phosphors. Hopefully the current research will provide some new ideas for design and synthesis new phosphors for LED plant lighting. Finally, based on the above achievements and the requirements of plant growth, we will try to design and fabricate the LED plant lighting device with high efficiency and low cost.

本项目以LED植物照明为应用背景,研制新型植物照明LED灯用蓝光、红光或品红光(蓝光与红光按一定比例混合)荧光粉。具体研究内容如下:1)利用固体组合化学方法,研究碱土金属复合铝硅酸盐体系的三元相图,寻找新的材料物相,研究这些新相的组成和结构,以Eu2+、Ce3+、Mn2+、Mn4+等单掺或共掺为激活剂,以期获得适合于近紫外光芯片激发的高效碱土金属复合铝硅酸盐体系植物照明LED用蓝光、红光或品红光高效发光材料。2)对以上基质物相构成和晶格结构进行调变,优化其发光性能,以期获得适合近紫外光芯片激发与植物光合作用所需光谱相吻合的新型高效植物照明LED用蓝光、红光或品红光荧光粉,并获得本体组成-结构-发光性能之间的科学规律,为LED植物照明用新型发光材料的设计和探索提供思路和路线。3)根据植物生长需要,设计和制备出适合植物生长所需的廉价、高效LED植物照明光源。

项目摘要

近年来,随着LED技术的快速发展,使低能耗、高光效光源在农业领域的应用成为可能,LED植物照明是农业应用最为广阔的领域之一。在LED植物照明用荧光粉的研制方面,与蓝光、近紫外光管芯相匹配且能发射植物生长所需光源的荧光粉非常有限,且面临发光效率低,波长配备调控难等缺点,因此,研制适合于蓝光、近紫外光管芯有效激发产生植物生长所需不同波长的植物照明LED用荧光粉具有十分重要的意义。.本项目中我们主要进行了如下几方面的研究,并取得了丰硕成果。.植物LED照明用稀土离子激活的荧光粉方面,我们采用溶胶-凝胶方法合成了一系列植物LED照明用稀土离子激活的荧光粉,并研究了它们的发光性能、发光机理、并评估了它们在植物照明LED和白光LED照明器件中的应用前景,如SrGdAlO4:A (A = Eu3+/Tb3+)系列纳米荧光粉、CaTbAl3O7:Ln3+ (Ln3+ = Ce3+/Eu3+)系列纳米荧光粉、La2Zr3(MoO4)9:Ln3+ (Ln3+ = Dy3+, Eu3+)系列纳米荧光粉、(Sr,M)2MgSi2O7:Eu2+(M = Mg, Ca, Ba) 系列纳米荧光粉、NaCa9.99-xSrx(PO4)7:0.01Eu2+固溶体荧光粉和Ca19Mg2(PO4)14:Ln3+ (Ln3+ = Eu3+ and/or Tb3+)系列荧光粉等。.在绿色能源研究方面:我们通过结合Stober法、标准柠檬酸还原法和溶胶凝胶法等多种简单方法制备了新型可见光响应的等离子光催化剂,并研究了其光催化分解水制氢性能,如SiO2@Nano Au@Ta2O5、SiO2@Nano Au@Ta3N5、g-C3N4@Au@SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Znln2S4/Au/g-C3N4复合光催化剂材料。该研究亦为光催化、光伏和其它光电子领域新材料的设计和合成开辟了新途径和新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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