TiO₂有着优良的化学性质及稳定性,以及耐酸碱和耐光腐蚀性,还有成本低廉和没有毒等特性,是当今研究光催化活性的理想材料之一。但是TiO₂的3.2 eV禁带宽度,使得其只可以吸收比TiO₂波长小的紫外光,而紫外光在太阳光中仅占大约5%,没有很好地利用太阳光,其实际应用也多被限制。为了提高TiO₂对太阳光的利用率,我们需要对TiO₂进行改性。本文通过利用上转换发光与CdS量子点（CdS QDs）敏化的协同作用来提高TiO₂对太阳光的吸收率。上转换发光可以提高TiO₂对近红外光的利用率;CdS QDs可以将TiO₂的光响应范围延伸到可见光区,提高TiO₂对可见光的利用率。本文研究内容主要有几下方面:（1）用溶剂热法制备了RE³⁺:NaYF₄上转换发光材料,再利用钛酸四丁酯水解的方式在RE³⁺:NaYF₄上转换纳米粒子的表面生成TiO₂壳层,制备核壳结构RE³⁺:NaYF₄@TiO₂复合材料,最后将CdS QDs沉积在核壳粒子RE³⁺:NaYF₄@TiO₂的壳层即TiO₂的表面,获得RE³⁺:NaYF₄@TiO₂/CdS QDs复合粒子。并用X射线衍射、透射电镜及荧光光谱对光催化剂进行了表征。（2）以罗丹明B光催化降解为探针反应,考察了RE³⁺:NaYF₄@TiO₂/CdS QDs复合粒子在不同光源下的光催化性能。结果表明:在红外光下（波长975nm）,与TiO₂相比,NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂复合粒子光催化性能提高了56%,即引入NaYF₄:Yb,Tm上转换纳米材料可以提高TiO₂对近红外光的利用率,其原因在于NaYF₄:Yb,Tm受红外光激发可以发出被TiO₂吸收的348 nm和366 nm的紫外光,但NaYF₄:Yb,Er@TiO₂的近红外光光催化性能与TiO₂相比,提高效果并不理想,其原因在于NaYF₄:Yb,Er受红外光激发只发出可见光。引入CdS QDs后,可以将TiO₂的光响应范围延伸到可见光区,所以本文将RE³⁺:NaYF₄@TiO₂与CdS QDs复合,考察了可见光照射下（波长>420 nm）,NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂/CdS QDs可见光催化性能与二氧化钛相比提高了31%,NaYF₄:Yb,Er@TiO₂/CdS QDs可见光催化性能与二氧化钛相比提高了21%。同时,本文还考察了全光（波长300 nm²500 nm）照射下RE³⁺:NaYF₄@TiO₂/CdS QDs的光催化性能,结果表明,NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂/CdS QDs全光催化性能与二氧化钛相比提高了73%,NaYF₄:Yb,Er@TiO₂/CdS QDs全光催化性能与二氧化钛相比提高了17%。（3）比较了NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂/CdS QDs和NaYF₄:Yb,Er@TiO₂/CdS QDs复合粒子的光催化性能。结果表明:在全光下,NaYF₄:Yb,Tm@TiO₂/CdS QDs复合粒子的光催化性能比NaYF₄:Yb,Er@TiO₂/CdS QDs复合粒子高56%,其原因在于NaYF₄:Yb,Tm发出的上转换荧光中位于348 nm和366 nm的紫外光,和位于476 nm的可见光均可被TiO₂/CdS QDs吸收,而NaYF₄:Yb,Er发出的上转换荧光主要在526 nm、544nm和658 nm,这部分光位于TiO₂/CdS QDs的可吸收范围之外,即NaYF₄:Yb,Er发出的上转换荧光并不能被TiO₂/CdS QDs吸收。