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半导体催化剂是一种可以利用太阳光实现水解制氢以及对有机污染物降解的绿色材料,在环境和能源领域逐渐引起了广大学者的兴趣。在过去的研究中,主要是针对对紫外光响应的催化剂的研究,而紫外光在太阳光谱中仅占4%左右,太阳光的利用率很低,因此可对可见光响应的新型半导体光催化剂得到越来越多的关注。石墨相氮化碳具有良好热稳定性、化学稳定性以及合适的氧化电势等优点在燃料电池、气体吸附和光催化等领域中得到了很好的应用。上转换发光材料可将低能长波长光转化为高能短波长光,可以吸收太阳光中的红外光向可见光转化从而应用到半导体光催化中来。基于这个原理,可将稀土掺杂的上转换发光材料与半导体光催化剂石墨相氮化碳进行复合,增加太阳光利用率和对有机物的降解效率。本文主要展开了下面两方面的工作:第一,本文以稀土硝酸盐为原料,乙二胺四乙酸为螯合剂,通过掺杂Yb和Er两种稀土元素水热合成了稀土氟化物NaYF4:Yb,Er晶体,实现上转换发光。在此基础上改变螯合剂用量、反应时间、水热温度、F-比例等条件,合成了不同晶相结构、不同发光强度、不同形貌的晶体,得出了在合成温度为185℃,水热时间为6h,络合剂与稀土离子比例为EDTA:RE=0.5,氟离子与稀土离子比例为F-:RE=8条件下生成的六方相晶体上转换效果最好,上转换材料的发光性能与基质晶相、稀土掺杂比例、合成方法等等均有密切关系。第二,通过热聚合法550℃下煅烧二氰二胺合成纯的石墨相氮化碳,将最佳条件下合成的NaYF4:Yb,Er晶体与石墨相氮化碳进行研磨物理结合,在模拟太阳光不同波段下进行罗丹明B的降解实验。在去除紫外的可见-红外光照射下,随着氮化碳掺杂比例的增加降解效率升高,说明合成的氮化碳本身有很好的光降解效果,在比例为1:4条件下进行的稳定性测试说明复合物具有良好的光降解稳定性。在大于780nm的红外波段下复合物对罗丹明B的降解说明了上转换材料产生的可见光可用于半导体氮化碳对有机染料的降解。最后在模拟太阳全光下复合物对罗丹明B的降解,比例为1:4时降解率可达91.16%。本实验为有机污染物的降解提供了新思想,具有非常良好的发展前景。