工业进程的发展使人们的生活水平大幅度提高,但与此同时也给人们赖以生存的环境带来了破坏性的影响。每年,大量含有有毒物质的废水不断地排入江河湖海,不仅给我们人类的健康带来了极大的威胁,也给其他生物的生存带来了极大的影响。如何去除工业废水中的有毒物质如染料、表面活性剂、残余农药等已成为人们关注的焦点。针对这一课题,人们做了大量的研究,采用了各种不同的方法如生物降解、物理吸附、半导体催化等来去除水中的有毒化合物。但由于工业废水中的有毒化合物大多含有苯环,目前所使用的化学和生物等方法进行处理效果均不佳,而利用半导体多相光催化反应处理的方法则愈来愈受到人们的青睐。TiO2作为光催化剂具有化学性质稳定、价廉易得、无毒、催化效率高等优点,因而被广泛地用来处理各种废水。但是,由于TiO2的带隙较宽(Eg = 3.2~4.5 eV),可利用的激发光仅限于紫外光(λ< 387 nm),而太阳光中仅含3 % ~5 %左右的紫外光,使用紫外光降解各种废水则需耗费大量能源,而且还需要价格昂贵的设备。这对很多国家是难以承受的,特别是对发展中国家,因而影响和限制了TiO2催化紫外光降解这一方法的普遍应用。为了在降解过程中利用太阳能,我们考虑能否在TiO2中掺入一种物质使可见光转化为紫外光后被TiO2吸收利用,以此来达到利用可见光降解有机污染物的目的。紫外-可见上转换发光剂正是我们所要选用的这类物质,它可以在可见光激发下发射出紫外光。这里,我们选择含有稀土Er的上转换发光剂掺杂到TiO2中,合成了一种新型上转换发光剂和上转换发光剂掺杂TiO2可见光光催化剂,并以多种染料及表面活性剂化合物为研究对象,研究了在(发出可见光的)三基色灯照射下该催化剂的催化降解性能,并与未掺杂TiO2进行了对比。采用上转换荧光光谱对上转换发光剂转光性能进行了测定,此上转换发光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外发射峰;采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征;采用紫外-可见光谱对有毒化合物降解过程进行了跟踪。实验结果表明作为掺杂成分的上转换发光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被TiO2吸收利用,在可见光照射一定时间后有毒化合物降解率大大高于未掺杂TiO2,达到了在可见光照射下降解工业废水中有毒化合物的目的,为大规模利用太阳光降解工业废水开辟了道路,具有很好的应用前景。