以稀土元素为基质的镧系元素掺杂的上转换荧光材料,由于具有声子能量低、光热稳定性好、能够有效地提高从近红外到可见光的上转换效率、折射系数高等特点,在材料科学领域倍受关注,被广泛应用在固体激光器、光通信、显示设备等诸多领域。在这些上转换材料中,在稀土发光材料领域,金属氟化物在很多领域有重要的潜在应用。YF3作为一种非常重要的荧光基质材料,掺杂镧系元素后具有强的上转换或下转换荧光特性和高的量子效率。控制合成不同形貌的YF3纳米晶,并研究它们的荧光性能,将具有潜在的应用价值,以满足其在不同领域中的应用。在本论文中,我们开发了一种新颖的可控合成不同YF3纳米晶的方法。我们利用乙二醇为溶剂,在敞开体系中,通过改变氟源和螯合剂,制备出了五种不同形貌的YF3纳米晶。我们对这些样品进行了详细的分析与表征,并讨论了它们的形成机理。通过掺杂不同的镧系元素,我们研究了这五种YF3纳米晶的上转换和下转换的荧光性能,研究结果表明,五种不同形貌的YF3纳米晶都可以作为掺杂发光的基质材料。我们也对五种不同形貌YF3纳米晶掺杂后的荧光性能(上转换和下转换),进行了细致的分析和比较。研究结果表明,纳米晶的荧光除了受颗粒尺寸影响外,颗粒的形貌和结构,对YF3纳米晶的荧光强度具有重要影响。为了将制备的YF3纳米晶应用到光催化领域,我们详细研究了具有菱形层状结构的YF3纳米晶的制备和荧光性能。产物的结构分析表明,这些具有规则菱形结构的YF3纳米晶,是由小YF3纳米晶定向排列而构成的。通过对晶体的生长过程的进行观察,我们发现这种菱形结构是经过颗粒的聚集和剥裂两个过程而形成的。小的YF3纳米晶先聚集组装成大的层状结构,随着晶体的熟化,然后发生了层状的剥裂,从而得到具有层状菱形结构的纳米晶。对这种结构的YF3纳米晶进行各种稀土的掺杂后,我们获得了多种上转换或下转换的荧光发射峰,证实了它们是一种良好的荧光基质材料。在掺杂Yb/Tm的YF3纳米晶中,我们获得了很强的紫外发射峰,为其在光催化中的应用打下了基础。通过常用的溶胶-凝胶方法,我们在YF3:Yb,Tm纳米晶表面上成功包覆了一层TiO2。在这种核壳的上转换/TiO2复合颗粒中,上转换材料可以吸收近红外光,其发射的紫外光可以被壳层的TiO2吸收,产生电子空穴对,可以用作上转换光催化材料。由于菱形分层结构的YF3纳米晶具有孔隙结构,当在其表面包覆一层TiO2后,这种核壳结构的纳米颗粒因为其大的比表面,为它作为光催化材料提供了有利条件。我们在氙灯下,使用不同波段的光对材料的光催化性能进行了研究,发现材料在紫外光和近红外光的照射下(或两者共同作用下),都显示出具有良好的光催化性能。通过与传统光光触媒P25对比,我们所合成的核壳结构光催化材料,能够更充分地利用太阳光,具有更高的光催化效率。这种对于光催化材料的新的设计方式,大大拓宽了材料对太阳光的利用范围,有望提高人们对太阳能的利用效率。