一种稀土掺杂水滑石纳米光肥及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115109588A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202210847638.3(22)申请日2022.07.19(71)申请人中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所地址100081北京市海淀区中关村南大街12号(72)发明人王琰王崇(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师申素霞(51)Int.Cl.C09K11/64(2006.01)A01G7/06(2006.01)A01C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种稀土掺杂水滑石纳米光肥及其制备方法和应用(57)摘要一种稀土掺杂水滑石纳米光肥及其制备方法和应用。本发明提供了一种稀土掺杂水滑石纳米光肥，属于农药化肥技术领域。本发明提供的稀土掺杂水滑石纳米光肥包括水滑石纳米片和掺杂在所述水滑石纳米片结构中的三价铕离子，所述三价铕离子在稀土掺杂水滑石纳米光肥中的质量含量为2～30％。本发明通过结构设计和优化，铕元素可表现出良好的转光性能，能够将自然光谱中的紫外光转化为能够被植物高效利用的红光，提升作物产量；本发明以水滑石纳米片作为三价铕离子结构基元，将三价铕离子掺杂于水滑石纳米片结构中，结构稳定，不易发生光漂白，能够提升光肥转光性能的长效稳定性；水滑石纳米片的二维限域效应有助于转光材料量子效率的提升。本发明通过铕掺杂比例的控制，达到精准匹配作物生长需求。CN115109588ACN115109588A权利要求书1/1页1.一种稀土掺杂水滑石纳米光肥，包括水滑石纳米片和掺杂在所述水滑石纳米片结构中的三价铕离子，所述三价铕离子在稀土掺杂水滑石纳米光肥中的质量含量为2～30％。2.根据权利要求1所述的稀土掺杂水滑石纳米光肥，其特征在于，所述水滑石纳米片的2+2+2+化学组成为(M1)x(M2)1‑x(OH)2Ky·zH2O，其中M1为Mg、Ca、Zn中的一种或几种；3+3+3+M2为Fe、Cr或Al中的一种或几种；K为酸根离子；x＝0.2～0.5；y的取值使(M1)x(M2)1‑x(OH)2Ky·zH2O的电荷保持守恒；z＝1～20。3.根据权利要求2所述的稀土掺杂水滑石纳米光肥，其特征在于，所述稀土掺杂水滑石纳米光肥的化学组成为(M1)x(EuM2)1‑x(OH)2Ky·zH2O。4.根据权利1所述的稀土掺杂水滑石纳米光肥，其特征在于，所述稀土掺杂水滑石纳米光肥的粒径为20～200nm。5.权利要求1～4任意一项所述稀土掺杂水滑石纳米光肥的制备方法，包括以下步骤：提供制备水滑石纳米片的前驱体溶液，所述前驱体溶液包括可溶性金属盐溶液和强碱溶液；将可溶性三价铕盐、可溶性金属盐溶液和强碱溶液混合，进行共沉淀反应，得到稀土掺杂水滑石纳米光肥。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应在剪切条件下进行，所述剪切的速率为3000～8000r/min，时间为1～5min。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性金属盐溶液的浓度为0.005～0.5mol/L，所述强碱溶液的浓度为0.01～1.0mol/L。8.权利要求1～4任意一项所述稀土掺杂水滑石纳米光肥或权利要求5～7任意一项所述制备方法制备得到的稀土掺杂水滑石纳米光肥在促进作物光合作用的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述作物为黄瓜、辣椒和烟草中的一种或几种。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用方法包括以下步骤：将稀土掺杂水滑石纳米光肥水分散液施加于作物叶片表面；所述稀土掺杂水滑石纳米光肥水分散液的浓度为0.1～2g/L；所述稀土掺杂水滑石纳米光肥的施加量为5～20g/亩。2CN115109588A说明书1/6页一种稀土掺杂水滑石纳米光肥及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及农药化肥技术领域，特别涉及一种稀土掺杂水滑石纳米光肥及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着耕作水平的不断提高，农作物产量已接近极限，单纯靠增加水肥供应不仅难以大幅度提高作物产量，还会使环境承载力面临巨大挑战。因此，新的不依赖水肥供应增加的作物增产手段的开发不仅对保障粮食安全有重要意义，更有助于减少面源污染，实现农业可持续发展的目标。[0003]在众多增产手段中，通过光环境调控，促进作物光合作用，实现增产受到了科研工作者的广泛关注。光环境对植物生长发挥着至关重要的作用，植物可通过光受体接受不同光质，调控植物的生长发育、光合作用和物质代谢过程。研究结果表明400～510nm的蓝紫光区和610～720nm的红橙光区是植物吸收可见光的主要波长范围。因此，通过转光材料的使用，将自然光谱中作物利用率较低的光谱选择性地转换成能够被植物高效利用的蓝光或红光，优化光环境