复合农用转光材料的构建和性能研究

The agricultural production and ecological environment was badly damaged by using widely pesticides and fertilizers. Luminescence materials will be of great significance for development of the ecological agriculture. The inorganic and organic light conversion materials studied and used at present have many defects such as easy decomposition in sunlight or moist air, short service life, poor stability and so on, so difficult to popularization and application. This project aims to assemble carbon quantum dots and inorganic luminescent materials in the substrates of silica and cellulose respectively and build a new kind of efficient and stable light conversion phosphors with blue and red double colors in single-substrate. The effects of different synthesis techniques and experimental proceedings on the material structures and compositions will be discussed. The intrinsic correlations and relations of crystal structure, compositions and luminescence properties of obtained materials will be investigated. And the controlled tuning of excitation, emission, luminescent intensity, chemical and physical stability of the obtained light conversion phosphors will be researched. The investigations and successful completions of this project will establish fundamental foundation and provide basis for effective light convention phosphor used in agricultural domain, and will contribute to development of the ecological agriculture.

农药和化肥的大量使用，严重破坏了农业生产和生态环境，发光材料在生态农业的发展中具有重要意义。目前研究和使用的无机与有机农用转光材料存在阳光照射下或潮湿空气中易分解，稳定性差，使用寿命短，难以推广应用等诸多缺陷。本项目创造性地提出以SiO2和纤维素等材料为基础，复合组装碳量子点和无机发光材料，构建单基双色高效稳定农用转光材料。研究制备方法和实验条件对材料结构和组成的影响，研究组成、结构和发光性能之间的变化关系和内在规律，实现对转光材料激发、发射波长和发光强度的调控，提高材料的化学和光热稳定性。本项目的研究和完成，将为新型高效农用转光材料的探寻提供基础和依据，为生态农业的发展做出贡献。

农药和化肥的大量使用，严重破坏了农业生产和生态环境，发光材料在生态农业发展中具有重要意义。目前研究和使用的无机与有机农用转光材料存在阳光照射下或潮湿空气中易分解，稳定性差，使用寿命短，难以推广应用等诸多缺陷。 .项目主要研究内容是以SiO2和纤维素等廉价材料为载体，复合组装碳量子点和无机发光材料，构建单基双色高效稳定农用转光材料。研究制备方法和实验条件对材料结构和组成的影响，研究组成、结构和发光性能之间的变化关系和内在规律，实现对转光材料激发、发射波长和发光强度的调控。.通过四年来的努力工作，已完成了以上研究内容，实现了预期目标。本项目利用碳量子点和氮化物发光材料的优势，与廉价SiO2等无机材料以及可降解纤维素等为基质构建了两类可望用于农用转光的体系，一是无机发(转)光材料体系，二是无机与碳点复合体系，此外开展了碳点对植物生长发育和光合作用的影响，以及氧化物量子点光学材料的探索与应用。在碳量子点的宏量制备、发光机理、应用探索、无机有机复合体系构建以及碳纳米发光材料的植物应用等方面在高水平期刊上发表了40多篇研究论文，SCI引用超过600次，申请和授权专利10多件，获广东省科学技术二等奖1项，培养研究生和青年教师共10多名。.本项目围绕生态农业和光学农业的需求，开展了材料与农业的交叉研究和新型农用发光材料的探索，获得了碳量子点和无机发光材料及其与无机的复合组装体系，增强了材料发光转光性能和材料稳定性，发展了系列有望应用于促进植物生长发育和光合作用的新型农用发光转光材料与碳纳米材料，将为生态农业的发展做出贡献。