近年来随着社会的发展,人们对农业的要求也随之提高,设施农业作为现代农业的重要组成部分,已经成为了各国农业的研究重点并得到了迅猛的发展。转光农膜是一类重要的功能性农膜。植物主要通过叶绿素的光合作用实现对光能的吸收与转化。叶绿素主要吸收400⁴80 nm的蓝紫光和600⁶80 nm的红光,而290⁴00 nm的紫外光和500⁵80 nm的黄绿光在光合作用过程中的利用率很低。转光农膜的主要作用是吸收太阳光中不利于植物生长的或无法被植物生长所利用的光质,发射出植物光合作用所需的蓝紫光和红光,提高作物的光分效率。转光膜的转光实质是依靠添加到农膜中的转光剂实现对光质的调控,优化作物的生长环境,从而提升作物的产量和品质。然而,光稳定性差、与有机高分子薄膜相容性差等因素制约着无机转光剂在实际生产中的应用。因而,研制出高光效、高稳定、低成本的无机转光剂具有重要的理论意义和实用价值。本文以制备农膜用红光转光剂为目标,采用不同的合成方法得到了Mn⁴⁺掺杂的锗酸盐红色发光材料,通过优化合成条件和产物组分,改善产物形貌并增强荧光,产物能被近紫外光有效激发,发射峰为659 nm的红光,与叶绿素光合作用的吸收光谱高度匹配。利用X射线衍射仪（X-ray Diffraction,XRD）、荧光分光光度计（Spectrofluorometer）、紫外-可见分光光度计（Ultraviolet-Visible Spectrophotometer,UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer,IR）、场发射扫描电镜（Field Emission Scanning Electron Microscopy,FESEM）、X射线光电子能谱仪（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）等分析技术对其晶体结构、形貌特征、荧光性质以及能带结构等进行表征。主要研究内容包括:（1）高温固相法制备Mg₂GeO₄:Mn⁴⁺,RE³⁺(RE³⁺=Sm³⁺,Dy³⁺,Gd³⁺)红光转光剂。往按照化学计量比称取反应原料加入无水乙醇充分研磨,在空气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至1150℃,煅烧13h,制得Mg₂GeO₄:Mn⁴⁺,在307 nm紫外光激发下,发射658 nm红光。共掺不同的稀土离子以,并对样品的晶型、光学性质和形貌进行测试分析。结果表明,在不改变产物晶型、形貌和发光峰型、峰位的前提下,Sm³⁺、Dy³⁺、Gd³⁺能向系统提供合适的陷阱以提高产物的发光强度。（2）共沉淀法制备Mg₂₈Ge₁₀O₄₈:Mn⁴⁺,Bi³⁺纳米红光转光剂。反应物在水溶液中反应,析出沉淀前驱体;在空气气氛中于950℃下煅烧4h得纳米Mg₂₈Ge₁₀O₄₈:Mn⁴⁺,Bi³⁺。使Bi³⁺的最佳掺杂量为1.25%,Bi³⁺可促进基质晶体的形成、与Ge⁴⁺发生金属-金属电荷转移、与Mn⁴⁺之间发生能量传递、增强了产物的发光。（3）溶胶凝胶法制备Mg_28-xZn_xGe₁₀O₄₈:Mn⁴⁺纳米红光转光剂。利用Zn²⁺与Mg²⁺具有相仿的离子半径以及核电荷数,及其能带特性,将Zn²⁺引入产物基质,使其发挥共融合金和能带工程的作用,制备能够发射出高强度红光的Mg_28-xZn_xGe₁₀O₄₈:Mn⁴⁺。采用溶胶凝胶法,使反应原料按照摩尔比为Mg²⁺:Zn²⁺=3.25:0.75,按照L-酒石酸/Ge⁴⁺=5,将L-酒石酸与各反应原料均匀混合,制备干凝胶前驱体,将前驱体在空气气氛下雨900℃中煅烧4h得Mg_28-xZn_xGe₁₀O₄₈:Mn⁴⁺纳米红光转光剂,其粒径为20²5 nm。本文采用不同的方法制备Mn⁴⁺掺杂的锗酸盐,菊科吸收紫外线,发射出约658 nm的红光,与叶绿素光合作用的吸收光谱匹配度高,可用作转光农膜的红光转光剂。