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上转换发光因其较高的发光效率,在照明、温度传感和生物成像等方面都有着广泛的应用。二氧化钛(TiO2)制备方法简单,在热稳定性、化学稳定性上更是有着卓越的表现,是一种常用的上转换基质材料。而钼离子的担载更是极大程度提高了稀土掺杂TiO2的上转换发光效率。部分自掺杂的金属氧化物半导体,具备良好的局域表面等离子体共振效应(localized surface plasmon resonance,LSPR),可以显著提高上转换发光效率。同时,LSPR产生的热电子又会提高光催化性能。将上转换荧光体与具有LSPR效应的半导体复合,研究上转换发光与光催化性能,为提高上转换发光效率和光能转换化学能效率进行了有益的探索。主要工作有以下几个方面:(1)利用溶胶凝胶法与溶剂热法,分别合成了不同形貌的铒镱共掺二氧化钛(Er-Yb:TiO2)。用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)表征样品的具体形貌。X射线衍射仪(X-ray Diffraction,XRD)分析则进一步说明了样品的具体晶体结构。为了说明这种稀土掺杂氧化物的上转换发光特性,以980 nm激光器为激发光源,用iHR550光谱仪测试合成样品的上转换发射光谱。结果表明Er-Yb:TiO2发射较强的红光和较弱的绿光,光子过程拟合可知,Er-Yb:TiO2的上转换发光过程均为双光子过程。(2)利用钼酸铵作为钼源,溶胶凝胶法制得的Er-Yb:TiO2作为钛源,成功合成钼担载铒镱共掺二氧化钛(Mo/Er-Yb:TiO2)。为了说明样品的形貌,进行了 SEM测试。结果显示,合成的样品具有规则的八棱柱形貌。XRD进一步表征了样品的晶体结构,结果显示生成了一种新的杂质材料—钼酸镱(Yb2(MoO4)3)。为了测定样品的光学性质,通过980 nm激光器的激发,发现Mo/Er-Yb:TiO2发射极强的绿光与微弱的红光。通过进一步的温度传感拟合,Mo/Er-Yb:TiO2相比于Er-Yb:TiO2,对温度变化具有更高的敏感度。这种过渡金属离子担载的方法为提高上转换发光效率提供了新的可能。(3)利用溶剂热法,将具有LSPR效应的半导体材料W18O49线生长在掺杂氟的二氧化锡透明导电玻璃(SnO2:F,FTO)上,通过自组装的方式,将溶剂热法制得的Er-Yb:TiO2组装在W18O49薄膜表面,形成了 Er-Yb:TiO2/W18O49/FTO纳米薄膜。测试SEM、XRD 与元素分析(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)可知,Er-Yb:TiO2 均匀分布于W18O49纳米线表面,说明成功合成Er-Yb:TiO2/W18O49/FTO样品薄膜;紫外可见近红外吸收光谱进一步确定了 W18O49的LSPR效应。在LSPR的作用下,Er-Yb:TiO2/W18O49/FTO纳米薄膜的上转换发光强度相比于对照样品Er-Yb:TiO2/FTO纳米薄膜的发光强度提升了一个数量级。利用半导体LSPR效应,有效探索了提高上转换发光效率的一种新方法。(4)利用溶剂热法,在 Mo/Er-Yb:TiO2上生长 W18O49(Mo/Er-Yb:TiO2@W18O49)。用SEM测试样品的形貌,结果显示所合成材料为棒状结构。XRD图谱进一步说明了样品的晶体结构。为了进一步确定Mo/Er-Yb:TiO2被包覆在W18O49中,进行了 EDS能谱分析,测定了样品的元素种类,并确定了样品为准核壳结构。利用W18O49的LSPR效应,在980 nm激光的照射下,Mo/Er-Yb:TiO2@W18O49在分解硼氨烷(BH3NH3)产氢方面,具有比W18O49更好的性质。说明了 Mo/Er-Yb:TiO2的上转换发光在光催化反应中起到了重要作用,这也成为提高光能转换化学能的新方法。