进入二十一世纪以来,随着现今社会的飞速发展,环境问题也日益严重,如何控制和治理污染已经成为当今社会可持续发展的一个重要话题。二氧化钛是最先一代被开发利用的光催化剂,它的利用意味着我们已经打开了光催化领域的大门,二氧化钛虽然具有较高的活性,但是由于其具有较大的禁带宽度导致了较窄的光响应范围使得太阳能利用率过低,严重限制了它的广泛应用。所以科研人员就大量关注于开发高效的半导体光催化剂,钨酸铋等新型半导体光催化剂就进入了人们的视野。本文阐述了三维蛋白石光子晶体的制备过程、不同方法制备钨酸铋纳米晶体和通过稀土离子的掺杂来增强光催化效果。具体如下:通过无皂乳液聚合法制备PS微球和PMMA微球,再采用蠕动控制垂直沉积自组装（FCVD）法分别制备PS蛋白石光子晶体和PMMA蛋白石光子晶体。对制备的蛋白石光子晶体进行分析,从外观可以看出两种蛋白石光子晶体都有色彩斑斓的蝴蝶纹。从扫描电子显微镜图片可以看出两种蛋白石都是由大小均匀的纳米级微球有序排列而成的层状结构。从透射光谱表明蛋白石光子晶体的透射率高、光学性能好、光子带隙深度可达20%。以乙二胺四乙酸（EDTA）作为螯合剂采用溶胶-凝胶法制备纯的Bi₂WO₆胶体,经过450℃,4h烧结获得纯相的钨酸铋纳米粉。采用水热法制备Bi₂WO₆:Yb³⁺,Tm³⁺和纯的Bi₂WO₆。XRD测试表明两种方法制备的样品的衍射峰与标准卡片的特征峰一一对应,结晶性良好,说明稀土离子的掺杂没有对Bi₂WO₆的结晶性造成影响。元素分析表明Yb³⁺、Tm³⁺均匀掺入Bi₂WO₆中。Bi₂WO₆:Yb³⁺,Tm³⁺纳米粉在980nm红外光激发下发出455nm、480nm、656nm和686nm波长的光,对比发现当Yb³⁺,Tm³⁺的掺杂浓度为Yb³⁺:Tm³⁺=3%:1%时,Bi₂WO₆:Yb³⁺,Tm³⁺纳米粉的发光最强。对其上转换发光机制进行分析,发光分别对应¹D₂→³F₄（455nm）、¹G₄→³H₆（480nm）、¹G₄→³F₄（656nm）以及³F₂→³H₆（686nm）能级跃迁过程。以亚甲基蓝为探针对Yb³⁺,Tm³⁺的掺杂是否能增强Bi₂WO₆在可见光和红外光照射下的光催化能力。测试结果表明纯Bi₂WO₆的降解率为75%,稀土Yb³⁺,Tm³⁺掺杂后的最高降解率为90%,光催化效果得到增强。并对增强机制进行了分析,主要包括上转换发光过程,稀土的掺杂增强了纯Bi₂WO₆的比表面积以及稀土的掺杂更好的增强了电子和空穴的分离等等。