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长余辉发光材料由于节能、环保以及特殊的余辉性能和市场价值,受到人们广泛关注。目前人们对长余辉材料的应用领域越来越广泛,传统的铝酸盐长余辉发光材料由于其耐水性差、铝酸盐基质与其它基质材料复合困难等因素,已经无法满足应用的需要。因此本论文选择了基质性能更优异的硅酸盐材料,研究了稀土离子掺入后其发光及余辉性能。本论文主要结果有：1.传统硅酸盐长余辉发光材料的改性研究：在传统绿色硅酸盐长余辉发光材料Ca2MgSi2O7:Eu2+中,首次通过实验和计算确定了样品在454nm处的发射峰归属于Eu2+占据六配位Ca2+格位所产生的发光,而在535nm处的发射峰则归属于Eu2+占据八配位Ca2+格位所产生的发光。占据六配位的Eu2+可以将能量传递给占据八配位的Eu2+。Ca1.998MgSi2O7:0.002Eu2+余辉时间为12.5h,并且只有占据八配位的Eu2+对样品的余辉有贡献。Ca1.998MgSi2O7:0.002Eu2+掺入Ce3+以后,Ce3+可以将能量传递给占据八配位的Eu2+,且Ce3+→Eu2+之间的能量传递效率为61%。通过Ce3+的掺入,引入了新的陷阱,陷阱深度及频率因子都得到了明显的改善,Ca1.968MgSi2O7:0.002Eu2+,0.03Ce3+的余辉时间超过了20h。2.红色及白色硅酸盐长余辉发光材料的研究：在Sr3MgSi208中,系统研究了Eu2+, Mn2+之间的能量传递机制,通过Eu2+→Mn2+的持续能量传递,Mn2+的红色余辉发射延长至2h,并且通过热释光的分析详细研究了Eu2+,Mn2+, Dy3+的掺入对样品中陷阱的作用。在BaMg2Si2O7中发现了Ce3+,Mn2+的能量传递效应,并且通过Ce3+→Mn2+的持续能量传递,使Mn2+的红色余辉发射延长至2h。在Sr2Al2Si07中发现单掺Dy3+的样品其发光颜色偏黄,通过Ce3+→Dy3+的能量传递得到了较好的白光发射,并且通过Ce3+,Dy3+之间的持续能量传递得到了一种白色余辉发射,余辉时间可达50mmin。这种通过持续能量传递开发红色和白色硅酸盐长余辉发光材料的方法,为开发新型多色化硅酸盐长余辉发光材料提供了种可能的方法。3.新型硅酸盐长余辉发光材料的研究：利用高温固相法制备了3种岛状和架状硅酸盐基质。在架状硅酸盐Ba4(Si308)2中,通过热释光的分析得出Ba4(Si3O8)2:Eu2+可能作为光储存材料应用,Eu2+, Dy3+共掺的Ba4(Si3O8)2是一种性能优异的绿色硅酸盐长余辉发光材料,其余辉时间超过了24h。在不同气氛下合成了岛状硅酸盐Ca5MgSi3012,光谱分析表明基质中存在着与氧空位有关的STE发光,并且该STE发光可以将能量传递给Eu2+。通过Eu2+,Dy3+(?)共掺在Ca5MgSi3012中开发出一种新型的绿色硅酸盐长余辉发光材料,其余辉时间超过了5h。在岛状硅酸盐Mg2SiO4中,通过掺入Eu2+,Tb3+,Cr3+,Cu+均没有发现长余辉现象,表明该材料不适合作为硅酸盐长余辉发光基质所使用。