以二氧化硅为基质的发光复合材料具有生物相容性好、化学稳定性高、表面易于功能化等优点,在生物成像,化学传感、光电子器件制造、防伪技术等领域具有巨大的应用价值。然而,目前发光二氧化硅基复合材料存在着制备过程复杂、发光物质负载效率低、光稳定性差、发光量子产率低等问题。本论文基于原位合成策略,制备了一系列具有优良发光性质和光稳定性的二氧化硅基复合材料,研究其发光机制,并探索了这些材料在细胞成像、荧光防伪、LED构建和检测等方面的应用。第二章中,利用3-氨丙基三甲氧基硅烷和近红外染料吲哚菁绿合成了一种具有高发光量子产率、高光稳定性、低毒性和良好生物相容性的新型红光发射有机二氧化硅纳米粒子（OSi NPs）。研究表明,OSi NPs的快速辐射跃迁速率可有效抑制活性氧物种的产生,从而使其具有优异的光稳定性,能够作为长效荧光探针用于细胞成像。第三章中,利用氨基硅烷与植酸合成了一种类核-壳结构的硅烷修饰的碳点（Si CDs）,其中碳点为发光中心,二氧化硅网络作为保护层,能够有效抑制发光中心的聚集诱导淬灭效应。这使得合成的Si CDs在溶液状态和固态中都显现明亮的蓝色发射,发光量子产率（PLQY）可达56.3%,并且具有良好的热稳定性和光稳定性。进一步通过SiCDs与玻璃基质的共价偶联,制备了具有优良透光性和高效紫外全屏蔽性能的玻璃。第四章中,利用四甲基氢氧化铵（TMAOH）同时作为制备二氧化硅粒子的催化剂与合成碳点的前驱体,通过原位热解法制备了二氧化硅包覆的氮掺杂碳点（N-CDs@SiO2）。N-CDs@SiO2粒子的发射颜色可以通过改变反应中TMAOH的浓度,从蓝色、绿色变为黄色。由于二氧化硅基质的保护作用,N-CDs@SiO2在溶液和固体中都呈现出明亮而稳定的发射,可用于荧光防伪和发光器件的构建。第五章中,利用3-巯丙基三甲氧基硅烷（MPTS）作为配体在3 min内快速合成金纳米簇（MPTS-Au NCs）。研究发现MPTS-Au NCs具有聚集诱导发光增强性质,可用于锌离子和鱼精蛋白的检测。由于MPTS-Au NCs的表面配体为有机硅烷,能够与TEOS进行共水解缩合,从而可通过St（?）ber法制备二氧化硅包覆的MPTS-Au NCs复合材料,包覆效率可达100%,并且MPTS-Au NCs的稳定性显著提高。