分子筛是一类无机微孔晶体材料,因具有规则且独特的孔道结构、丰富的活性位点、可调变的酸碱性以及优异的结构稳定性,在吸附分离、催化裂化、生物质转化等众多领域都发挥着重要作用。近年来,以分子筛为主体基质材料,以量子点、金属簇、金属氧化物等功能性纳米粒子为客体材料,通过主-客体组装的方式（封装、表面修饰等）来制备纳米粒子@分子筛复合材料成为一大研究热点。在复合体系中,分子筛不仅可以有效地分散、稳定客体纳米粒子,还可以通过与客体纳米粒子之间的协同作用赋予复合材料一些独特的新性能。碳点是一类新兴的零维碳基发光纳米材料,具有光致发光量子产率高、毒性低、生物相容性好、易制备等优点,因此已被广泛用于传感、信息安全、生物成像等众多领域。然而,固态碳点和高浓度的碳点溶液很容易发生聚集诱导的荧光猝灭。此外,碳点的三重激发态十分不稳定,很容易通过非辐射跃迁的形式耗散掉,这导致碳点难以发射出长寿命的余辉。为了解决这些问题,研究人员提出了用主体基质材料,如有机聚合物、无机盐、多孔材料等来封装客体碳点的策略。其中,隶属于多孔材料的分子筛因具有众多优势,成为封装客体碳点的理想基质材料。碳点前驱体的多样性以及分子筛基质的可调性为制备具有不同发光性能的碳点@分子筛复合材料提供了极大可能,发光性能的丰富性也将为碳点@分子筛复合材料的应用拓展更多领域。金属卤化物钙钛矿（以下简称钙钛矿）因具有光致发光量子产率高、带隙可调、半峰宽窄、吸收系数大等优势,在太阳能电池、发光二极管、激光器、生物成像等众多领域均具有可观的应用前景。然而,钙钛矿的稳定性特别差,尤其是当处于光照较强、极性较大、湿度较高的环境中时,钙钛矿会因晶体的分解而发生急剧的荧光衰减,这严重限制了钙钛矿的实际应用。为此,研究人员提出了各种策略,如离子掺杂、有机配体表面钝化、基质材料封装等来提高钙钛矿的稳定性。其中,无机多孔材料封装已被证明是提高钙钛矿稳定性最有效的策略之一。然而,在目前的研究中,尽管已经采取了各种措施,但大部分钙钛矿材料在接触到水、极性有机溶剂或被长期置于某个环境中时,仍会发生明显的荧光衰减。因此,亟待开发一些即使在严苛条件下也能保持超强稳定性的钙钛矿材料。本论文以“分子筛限域发光纳米粒子”为指导策略,将碳点和钙钛矿两种客体发光纳米粒子分别封装在了分子筛主体基质中。利用分子筛基质对碳点和钙钛矿的纳米限域作用,有效地提升了碳点三重态激子的稳定性、抑制了钙钛矿的荧光衰减。基于主体基质、客体发光纳米粒子以及反应条件的可调控性,设计合成了一系列具有新颖发光性能的纳米粒子@分子筛复合材料,推动了复合材料在时间分割光学多路复用、时-空分割光学多路复用、多级发光防伪等众多新兴领域的应用。具体的研究内容如下:1.采用原位无溶剂热结晶法将碳点封装于分子筛中。通过对碳点前驱体、分子筛基质以及晶化温度和晶化时间的综合调控,实现了碳点@分子筛复合材料室温磷光寿命在0.38～2.10 s内的精细可控调节。研究表明,这些反应因素的改变会影响复合材料中碳点的结构、组成和带隙值以及分子筛骨架和碳点之间的相互作用,这导致在不同的条件下制备的复合材料具有不同的系间窜越速率和非辐射跃迁速率。研究揭示了系间窜越速率和非辐射跃迁速率的差异是导致复合材料具有不同室温磷光寿命的主要原因。碳点@分子筛复合材料室温磷光寿命在秒级别的精细可调控性使其被成功用于裸眼可视、寿命编码的光学多路复用中,实现了高级的人像加密。这种新颖的光学多路复用模式打破了传统的寿命编码的光学多路复用依赖于昂贵的时间分辨扫描系统和稀缺且毒性较强的镧系离子的局限性,为光学多路复用的发展开辟了新的道路。2.以具有余辉发射的碳点@分子筛复合材料为能量供体,以荧光量子点,如钙钛矿量子点、Cd Se/Zn S量子点和碳量子点为能量受体,通过在一个三维空间中构筑两个共振能量转移界面,得到了新颖的时变多色立体发光体系。通过调节量子点的荧光波长和碳点@分子筛复合材料的余辉寿命,可实现对量子点的余辉波长和余辉寿命的可控调节。其中,钙钛矿量子点的余辉波长和余辉寿命可调控的范围分别为463～614 nm和232～1500 ms。余辉波长和余辉寿命的可调控性分别赋予了发光体系“多色”和“时变”的性质,而三维空间的引入以及碳点@分子筛复合材料和量子点在三维空间中独特的排列方式赋予了发光体系“立体”的性质。因此,时变多色立体发光体系得以构筑。该发光体系由于承载了涉及4个维度（时间和三维空间）的8层发光信息,被成功用于高级的时-空分割光学多路复用中,实现了多层次的信息复用。该工作不仅构筑了新颖的时变多色立体发光体系,也开发出了一种新的光学多路复用模式,为光学多路复用的发展提供了新的视角。3.通过在一种分子筛基质中同时引入碳点和Eu3+两种发光源,制备出了在两种常见光源的激发下即可显示三重发射的碳点@Eu APO-5复合材料。这三重发射包括在254 nm紫外光激发下Eu3+的红色荧光、在365 nm紫外光激发下碳点的蓝色荧光以及在停止365 nm紫外光激发后碳点的绿色室温磷光。此外,进一步的研究揭示了碳点和Eu3+在分子筛中的存在形式,其中碳点作为客体纳米粒子被限域在了分子筛骨架的间断结构中,而Eu3+通过取代Al3+进入了Al PO4-5分子筛的骨架。除了具有优异的发光性质外,由于分子筛为碳点和Eu3+隔绝了氧气、水分等不利因素,碳点@Eu APO-5复合材料还具有优异的长期储存稳定性以及超强的耐高温、耐光照、耐有机溶剂性能。这些出色的性能使碳点@Eu APO-5复合材料被成功用于多级发光防伪领域,实现了简便、快速、难以复制的高级发光防伪应用。该工作为多级发光防伪材料的开发提供了一个新的思路。4.采用新颖的“高温煅烧,水热处理”两步合成法将Cs Pb I3钙钛矿封装在了钨掺杂的Silicalite-1（WS-1）分子筛中,得到了具有明亮的红/近红外荧光发射的Cs Pb I3@WS-1复合材料。与传统的溶液合成法不同的是,这种合成方法不需要使用任何的有机溶剂和表面配体,可有效地降低制备成本、减少环境污染,因此是一种优异的绿色合成法。其中,“高温煅烧”的作用是将钙钛矿前驱体蒸发至分子筛的骨架中,使其在分子筛的骨架内部生成钙钛矿晶体。“水热处理”的作用是去除复合材料中不发光的非钙钛矿黄相,这一步可有效地提升复合材料的荧光强度和光致发光量子产率。除了具有优异的荧光性质外,由于分子筛基质为Cs Pb I3钙钛矿隔绝了空气、水分等各种不利因素以及分子筛对Cs Pb I3钙钛矿的限域效应抑制了Cs Pb I3钙钛矿的自发相变,该复合材料还具有十分出色的长期储存稳定性、水热稳定性以及优异的耐极性溶剂、耐高温和耐光照性能。根据文献调研,该复合材料是目前报道的最稳定的红光钙钛矿固体荧光粉。