近年来,半导体光催化技术在治理环境污染和制备新能源方面的应用成为科研学者们的研究热点。但是,由于半导体自身特定带隙的限制（如金属硫/氧化物）,太阳光中近50%的近红外光还未能被半导体直接吸收利用。而上转换发光材料却可以直接利用近红外光,并将其转化为紫外或可见光,供半导体吸收利用。为了提高半导体对太阳能的利用率和光催化效率,将上转换发光材料与半导体相复合是一种有前景的改性方法。NaYF₄:Yb,Er作为一种有效的上转换材料,因发光效率高和化学稳定性好等特点受到了广泛关注。本论文选取金属硫/氧化物中的典型半导体ZnS、ZnIn₂S₄和WO₃为研究对象,采用NaYF₄:Yb,Er材料作为能量转换载体来提高光生载流子分离和迁移效率以及对太阳光的利用率,进而增强材料的光催化活性。本论文的主要研究内容如下:1.通过简单水热法将NaYF₄:Yb,Er材料与ZnS复合,最终得到了不同质量比（10%,20%,30%和40%）的YF₃:Yb,Er/ZnS异质结光催化剂,并将其应用于降解罗丹明B（RhB）,还原Cr（VI）和光解水产氢。通过一系列表征方法证明了异质结催化剂能有效利用近红外光,实现YF₃:Yb,Er与ZnS之间的能量转移,有效促进光生电子-空穴对的分离和迁移。与合成的纯ZnS样品相比,20%YF₃:Yb,Er/ZnS异质结在模拟的全光谱太阳光以及不同波段光源（紫外光、可见光或近红外光）照射下均表现出优异的光解水产氢和处理污染物（RhB,Cr（VI））性能:在400 W金卤灯作为模拟全光谱太阳光照射150 min时,它对10 mg/L Cr（VI）、20 mg/L Cr（VI）和10 mg/L RhB的光催化去除效率为80%,35%和70%,是纯样ZnS的2倍、2.5和3.9倍。更重要的是,以300 W氙灯作为全光谱光源,在不加助催化剂的条件下,产氢速率为372.3μmol·h^-1·g^-1,是纯样的2.1倍。2.通过两步简单水热法将NaYF₄:Yb,Er材料与ZnIn₂S₄复合,最终得到了不同质量比（5%,10%,20%和30%）YF₃:Yb,Er修饰的ZnIn₂S₄异质结光催化剂,并将其应用于Cr（VI）的还原、光催化制氢和固氮。一系列表征方法证明上转换材料与半导体材料的质量比为10%时,YF₃:Yb,Er/ZnIn₂S₄异质结能有效利用近红外光,也极大地促进了载流子的分离和迁移,具有优异的光催化性能:在以400 W金卤灯作为模拟全光谱太阳光照射45 min时,10%YF₃:Yb,Er/ZnIn₂S₄对10 mg/L Cr（VI）的还原率达到100%,纯ZnIn₂S₄只能达到62%;300 W氙灯作为全光谱光源照射下的光催化产氢速率是纯样ZnIn₂S₄的2.6倍。更重要的是,与纯ZnIn₂S₄相比,10%YF₃:Yb,Er/ZnIn₂S₄样品在紫外光、可见光和近红外光下均表现出更为优异的光催化Cr（VI）还原和制氢性能。而且,由于优化后的异质结具有更负的导带电位,光催化固氮性能也有了很大提高。3.通过两步简单水热和光还原沉积贵金属法,将NaYF₄:Yb,Er材料与Au纳米颗粒（Au NPs）共同对WO₃?0.33H₂O进行修饰,最终合成了具有上转换作用与局部表面等离子体共振（LSPR）协同效应的Au/NaYF₄:Yb,Er/WO₃?0.33H₂O-W₁₈O₄₉ Z型异质结。并采用一系列表征方法证明了NaYF₄:Yb,Er与WO₃?0.33H₂O-W₁₈O₄₉之间可以发生能量转移,而Au NPs与W₁₈O₄₉的LSPR效应也可以拓宽半导体的光吸收范围。在可见-近红外光照射100 min时,Au/NaYF₄:Yb,Er/WO₃?0.33H₂O-W₁₈O₄₉表现出最好的光催化性能和稳定性,对20 mg/L硝基苯水溶液的降解率可达96%,是WO₃?0.33H₂O的2.7倍。并且异质结材料在可见光和近红外光下也分别表现出更为优异的光催化性能。以上研究表明,NaYF₄:Yb,Er上转换材料可以有效拓宽金属硫/氧化物半导体的光吸收范围,提高太阳光的利用率和光生载流子分离效率,进而有利于增强光催化性能。