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进入新世纪以来，中国经济蓬勃发展。特别是电子商务和旅游业的兴起导致交通运输领域日益繁忙，随之而来的便是交通运输行业安全事故时有发生，安全生产形势十分严峻，其中载运工具与交通运输商品的安全问题尤为突出。因此，交通运输安全指示标识以及商品溯源标记等作为保障载运工具及人身安全的防护措施就显得极为重要。为了解决交通运输领域所面临的的安全问题，本文在充分调研具有良好物理化学性能的稀土发光材料发光特性的基础上，利用稀土发光材料特殊的指纹光谱特性去解决交通运输安全领域所面临的实际问题，重点对稀土掺杂复合氧化物的发光性能及应用开展了以下的具体研究工作:
(1)对SrAl2O4∶Eu，Dy，Sr4Al14O25∶Eu，Dy，Sr2MgSi2O7∶Eu，Dy和ZnS∶Cu，Co四种长余辉材料的余辉衰减进行长时间(15-16h)测试，并利用这些数据对长余辉发光材料余辉时间的估算方法进行了分析总结。发现，现有的公式在快速衰减阶段与实际衰减数据相符，但在慢速衰减阶段偏差较大且整体过程精度不高，不能满足余辉发光时间较长样品的余辉时间计算。而且，有些公式与长余辉材料的余辉衰减的实际情况不符，妨碍其在交通运输领域的安全指示应用。在此基础上提出了较为精准计算长余辉材料发光时间的经验公式，成功的解决了不同长余辉材料发光时间计算不准的难题。
(2)采用固相反应法在700℃制备了Y2-xErxMo4O15(x=0.04，0.08，0.16，0.32，0.64，2.0)一系列上转换荧光粉，并通过X射线衍射和光谱分析等方法对制备的发光粉样品进行了表征。在1550nm和980nm激发下，Y2-xErxMo4O15样品均呈现很强的源于Er3+离子2H11/2，4S3/2→4I15/2跃迁的绿色上转换发光，而4F9/2→4I15/2红色发射很弱。该绿色发射强度随Er3+离子掺杂含量增加而增强，而红色发射则基本保持不变，并且Er2Mo4O15在1550nm和980nm激发下均呈现反常的绿色上转换发光，且没有出现浓度猝灭。Er2Mo4O15特殊的结构导致相邻的Er3+离子间距较大，限制了Er3+离子之间的能量传递，从而抑制交叉弛豫引起的红色发射，其上转换发光机理是激发态吸收。
(3)采用固相反应法在700℃制备了Y1.8-xYb0.2HoxMo4O15(x=0.005，0.01，0.02，0.04，0.08，0.16，0.32，0.64)，并通过X射线衍射、反射光谱、光致发光光谱、上转换发光光谱和CIE色坐标测试对制备的发光粉样品进行了表征。在454nm激发下，x=0.08时样品呈现出最强的源于Ho3+离子5S2→4I8跃迁的绿色发射，在980nm激发下，x=0.01时样品呈现最强的源于Ho3+离子5F5→5I8跃迁的反常的红色上转换发光，而5S2→4I8绿色发射较弱。研究发现，其下转换发光猝灭机理是电偶极-电偶极跃迁，上转换发光Ho3+离子猝灭浓度小于下转换发光猝灭浓度则是由于它们的发光机理及发光稀土离子间距离不同造成的，并对其上转换和下转换不同的发光机理分别进行了研究。同时还首次制备了Y1.8-xMo4O15∶Yb0.2，Ln0.01(Ln=Er，Ho，Tm)三基色上转换荧光粉，在980nm激发下均表现出色纯度很高的绿光、红光和蓝光上转换发射。三基色上转换荧光粉按一定比例混合可获得纯白光(0.3378，0.3323)，其色域覆盖率n=SRGB/SRGB=61.24％，该体系三基色上转换荧光粉在溯源标记领域具有较高的价值。
(4)采用低温固相法650℃成功制备了Yb1.98Mo4O15∶Ln0.02(Ln=Er，Ho，Tm)三基色上转换荧光粉，并通过X射线衍射、扫描电镜、反射光谱和上转换发射光谱对制备的发光粉样品进行了物相形貌、上转换发光和发光颜色等性能进行了详细的表征。在980nm激发下，该体系荧光粉分别呈现出色纯度很高的绿光、红光和蓝光上转换发射，调整三基色荧光粉混合比例可获得纯白光(0.3380，0.3382)，将其与市售指甲油混合后发现，混合液分别呈现出明亮的绿光、红光和蓝光上转换发射，可以满足商品防伪溯源标记的需要，而通过直接写技术可将该混合液用于文字防伪标记，实验结果表明这是一种优秀的上转换防伪溯源标记材料。
(5)采用高温固相法在1600℃首次成功制备了Er3Al5O12自激活上转换荧光粉。通过X射线衍射、反射光谱、扫描电镜和上转换发射光谱等检测手段对制备的发光粉样品进行了物相形貌、上转换发光和发光颜色等性能进行了详细的表征，重点对其在980nm和1550nm激发下的上转换发光性质和机理进行了研究。在1550nm激发下Er3Al5O12荧光粉呈现纯正的红色上转换发光，分析认为Er3Al5O12的晶体结构使得相邻的Er3+离予距离相对较近，增加了它们之间能量传递和扩散的机率，使得Er3+离子之间的能量传递过程易于发生，导致4F9/2→4I15/2的强红光发射。CIE色坐标显示其具有良好的色纯度和稳定性，是一种物理化学性能稳定的上转换发光标记材料。
(1)对SrAl2O4∶Eu，Dy，Sr4Al14O25∶Eu，Dy，Sr2MgSi2O7∶Eu，Dy和ZnS∶Cu，Co四种长余辉材料的余辉衰减进行长时间(15-16h)测试，并利用这些数据对长余辉发光材料余辉时间的估算方法进行了分析总结。发现，现有的公式在快速衰减阶段与实际衰减数据相符，但在慢速衰减阶段偏差较大且整体过程精度不高，不能满足余辉发光时间较长样品的余辉时间计算。而且，有些公式与长余辉材料的余辉衰减的实际情况不符，妨碍其在交通运输领域的安全指示应用。在此基础上提出了较为精准计算长余辉材料发光时间的经验公式，成功的解决了不同长余辉材料发光时间计算不准的难题。
(2)采用固相反应法在700℃制备了Y2-xErxMo4O15(x=0.04，0.08，0.16，0.32，0.64，2.0)一系列上转换荧光粉，并通过X射线衍射和光谱分析等方法对制备的发光粉样品进行了表征。在1550nm和980nm激发下，Y2-xErxMo4O15样品均呈现很强的源于Er3+离子2H11/2，4S3/2→4I15/2跃迁的绿色上转换发光，而4F9/2→4I15/2红色发射很弱。该绿色发射强度随Er3+离子掺杂含量增加而增强，而红色发射则基本保持不变，并且Er2Mo4O15在1550nm和980nm激发下均呈现反常的绿色上转换发光，且没有出现浓度猝灭。Er2Mo4O15特殊的结构导致相邻的Er3+离子间距较大，限制了Er3+离子之间的能量传递，从而抑制交叉弛豫引起的红色发射，其上转换发光机理是激发态吸收。
(3)采用固相反应法在700℃制备了Y1.8-xYb0.2HoxMo4O15(x=0.005，0.01，0.02，0.04，0.08，0.16，0.32，0.64)，并通过X射线衍射、反射光谱、光致发光光谱、上转换发光光谱和CIE色坐标测试对制备的发光粉样品进行了表征。在454nm激发下，x=0.08时样品呈现出最强的源于Ho3+离子5S2→4I8跃迁的绿色发射，在980nm激发下，x=0.01时样品呈现最强的源于Ho3+离子5F5→5I8跃迁的反常的红色上转换发光，而5S2→4I8绿色发射较弱。研究发现，其下转换发光猝灭机理是电偶极-电偶极跃迁，上转换发光Ho3+离子猝灭浓度小于下转换发光猝灭浓度则是由于它们的发光机理及发光稀土离子间距离不同造成的，并对其上转换和下转换不同的发光机理分别进行了研究。同时还首次制备了Y1.8-xMo4O15∶Yb0.2，Ln0.01(Ln=Er，Ho，Tm)三基色上转换荧光粉，在980nm激发下均表现出色纯度很高的绿光、红光和蓝光上转换发射。三基色上转换荧光粉按一定比例混合可获得纯白光(0.3378，0.3323)，其色域覆盖率n=SRGB/SRGB=61.24％，该体系三基色上转换荧光粉在溯源标记领域具有较高的价值。
(4)采用低温固相法650℃成功制备了Yb1.98Mo4O15∶Ln0.02(Ln=Er，Ho，Tm)三基色上转换荧光粉，并通过X射线衍射、扫描电镜、反射光谱和上转换发射光谱对制备的发光粉样品进行了物相形貌、上转换发光和发光颜色等性能进行了详细的表征。在980nm激发下，该体系荧光粉分别呈现出色纯度很高的绿光、红光和蓝光上转换发射，调整三基色荧光粉混合比例可获得纯白光(0.3380，0.3382)，将其与市售指甲油混合后发现，混合液分别呈现出明亮的绿光、红光和蓝光上转换发射，可以满足商品防伪溯源标记的需要，而通过直接写技术可将该混合液用于文字防伪标记，实验结果表明这是一种优秀的上转换防伪溯源标记材料。
(5)采用高温固相法在1600℃首次成功制备了Er3Al5O12自激活上转换荧光粉。通过X射线衍射、反射光谱、扫描电镜和上转换发射光谱等检测手段对制备的发光粉样品进行了物相形貌、上转换发光和发光颜色等性能进行了详细的表征，重点对其在980nm和1550nm激发下的上转换发光性质和机理进行了研究。在1550nm激发下Er3Al5O12荧光粉呈现纯正的红色上转换发光，分析认为Er3Al5O12的晶体结构使得相邻的Er3+离予距离相对较近，增加了它们之间能量传递和扩散的机率，使得Er3+离子之间的能量传递过程易于发生，导致4F9/2→4I15/2的强红光发射。CIE色坐标显示其具有良好的色纯度和稳定性，是一种物理化学性能稳定的上转换发光标记材料。