采用水热合成工艺低温制备了Mn2+掺杂的Zn2SiO4发光材料，采用X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)对样品的结构和形貌进行观察，并以此分析了水热过程中Zn2SiO4的形成机制。采用吸收光谱、荧光光谱对其光吸收及光致发光性能进行分析。测试结果表明: 水热220 ℃反应6 d基本可获得完全的Zn2SiO4，产物为短棒状，宽度约为0.25 μm，长度约为1 μm。吸收光谱显示产物在380, 250, 220 nm处存在光吸收，并且在253 nm紫外光激发下产生强烈的522 nm绿色发光。

采用水热合成方法添加KOH在SiO2颗粒表面包覆Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4, 通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱、光致发光(PL)光谱仪对产物的晶体结构、形貌及光学性能进行表征, 并对Zn2SiO4晶体在水热反应过程中的反应机制进行了讨论。XRD测试结果表明：220 ℃水热条件下, 添加少量KOH, 反应不同时间后, 可在石英砂表面生成一层Zn2SiO4; SEM照片显示所生成的Zn2SiO4为六棱柱形, 并且不同反应条件下Zn2SiO4的包覆程度不同。反应产物经光致发光性能研究表明：Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4包覆SiO2样品中显示两套光致发光谱, 一套为250 nm左右激发产生的522 nm绿色发光带, 另一套为340~410 nm宽带激发的440 nm蓝色发光带, 前者为典型的Mn2+离子发光, 后者440 nm发光带则有可能来源于基体SiO2的氧空位缺陷。

采用溶胶凝胶技术通过添加Ce(NO3)3制备了掺杂Ce3+离子的纳米SiO2材料,进行了不同温度的氯化处理。采用电子能谱、吸收光谱以及荧光光谱对Cl-离子修饰Ce3+掺杂SiO2材料的成分及光学性能进行分析、测试,研究Cl-离子修饰对掺杂SiO2材料中Ce3+离子光学性能的影响。测试结果表明,经过氯化处理不仅可以明显提高Ce3+离子掺杂SiO2材料的发光强度,还可以使发光和激发波长产生明显的变化,发光波长由445 nm蓝移至390 nm, 激发波长由326 nm蓝移至290 nm左右。这种转化具有可逆性,将经氯化处理的样品重新在空气中处理后,发光强度减弱,发光和激发波长也恢复到氯化处理前的位置。

通过溶胶凝胶技术制备了掺杂Ce3+离子的纳米SiO2材料,并经较低温度下煅烧,研究其光致发光(PL)性能。X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)测试结果表明该纳米材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为20～30 nm。对其光致发光谱的测定显示:经450 ℃低温煅烧,未掺杂SiO2样品的光致发光谱明显为多峰的宽带结构,而微量Ce3+掺杂的样品在230 nm激发下存在着唯一的一个很强的、主峰位于346 nm左右的紫外发光峰,与未掺杂SiO2及Cu2+掺杂SiO2样品的比较表明该发光峰并非常见的Ce3+离子的d-f跃迁产生的特征发光带,而是起源于SiO2中的某种本征缺陷中心。通过不同煅烧温度以及不同Ce3+离子掺杂量对346 nm发光峰强度的影响,讨论该发光峰起源可能的结构模型。