光催化作为一种高效、低成本和无二次污染的绿色环保治理技术,在净化污水和生产清洁能源等方面具有广泛的应用潜能。通过在废水中光催化制氢,将废水中的有机污染物作为牺牲剂,可以实现降解有机污染物的同时生成氢气。这不仅可以解决水污染问题,而且还可以生产可再生能源,来缓解能源的短缺。宽带半导体光催化剂具有良好的氧化还原性,可以同时产生光催化降解有机污染物和制氢的反应。然而,由于它的较宽的禁带宽度,只能被高能量的紫外光激发,太阳光谱的利用范围较窄。并且,光生电子-空穴对的容易复合,降低了量子效率。所以,为了改善这两个情况,本研究选择两个窄带的半导体光催化剂（ZnIn₂S₄和CaIn₂S₄）与一个宽带的半导体光催化剂（ZnTiO₃）复合,构成双Z型光催化体系。这不仅可以拓宽太阳光的响应范围,还能促进光诱导电子和空穴的分离以及提高氧化还原能力。另外,将上转换发光剂(Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂)包覆于宽带半导体光催化剂中,可以将可见光转换成紫外光,提供更多的紫外光来激发宽带半导体光催化剂（ZnTiO₃）,从而提高太阳光的利用率。因此,设计的新型光催化体系,可以提高光催化性能,有利于实现更高效地降解有机污染物及同时制氢。在本研究中,通过等电点和煅烧的方法,制备了反对称双Z型ZnIn₂S₄/Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@ZnTiO₃/CaIn₂S₄光催化剂。通过X-射线粉末衍射（XRD）,扫描电子显微镜图（SEM）,透射电子显微镜图（TEM）,能量色散X射线光谱（EDX）,X-射线光电子能谱（XPS）,紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）,傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等方法,分析了制备样品的元素组成、表面形态以及晶体结构。利用光致发光光谱（PL）研究了光生电子和空穴的复合,并通过电化学阻抗谱和瞬态光电流响应的测试,进一步验证光生电子和空穴的复合情况。本研究将酸性橙Ⅱ作为目标有机污染物,通过在模拟太阳光的照射下,进行降解酸性橙Ⅱ并同时制氢的实验,评估了反对称双Z型ZnIn₂S₄/Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@ZnTiO₃/CaIn₂S₄光催化剂的活性。研究结果表明,反对称双Z型ZnIn₂S₄/Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@ZnTiO₃/CaIn₂S₄光催化剂在降解酸性橙Ⅱ及同时制氢的反应中,具有较高的光催化活性。并且,重复循环实验表明,它具有高的光催化活性和稳定性。综上所述,本工作成功设计了一种有效的太阳光驱动的ZnIn₂S₄/Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂@ZnTiO₃/CaIn₂S₄复合光催化剂,用于光催化降解有机污染物及同时制氢。这为有效地解决水污染问题和高效地生产清洁能源,提供了一个有前景的途径。