NaYF4:Yb,Tm與CdS量子點(diǎn)協(xié)同提高二氧化鈦光催化性能

楊 柳，李東明，徐 交，施易豪，陳宇飛，王 慶，李 萍

(武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院， 綠色化工過(guò)程省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北省新型反應(yīng)器與綠色化學(xué)工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430073)

近年來(lái)，應(yīng)用光催化材料降解去除污染物引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。其中，具有高化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒、低成本、不產(chǎn)生二次污染的TiO2在半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。但是， 光催化性能高的銳鈦礦TiO2帶隙為3.2 eV，只能吸收波長(zhǎng)小于等于387.5 nm的紫外光。然而在太陽(yáng)光譜中,紫外光所占的比例約為5%。意味著太陽(yáng)光中48%的可見(jiàn)光和44%的近紅外光都沒(méi)有得到有效利用，導(dǎo)致TiO2對(duì)太陽(yáng)光的利用率低，限制了TiO2在實(shí)際中的大規(guī)模應(yīng)用。

為提高TiO2對(duì)可見(jiàn)光和紅外光的利用率，人們研究了許多表面修飾或改性方法，如：貴金屬沉積[1-9]、離子摻雜[10-12]、半導(dǎo)體復(fù)合[13-14]、染料光敏化[15-16]、偶聯(lián)劑法[17-18]。而近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)利用量子點(diǎn)敏化亦可顯著提高TiO2光催化性能，通過(guò)量子點(diǎn)敏化可有效調(diào)節(jié)TiO2的能帶寬度，拓寬TiO2對(duì)光的響應(yīng)范圍。除此之外，量子點(diǎn)的加入還提高了TiO2電子-空穴對(duì)分離的能力，增強(qiáng)了電子在TiO2表面的傳輸，使整個(gè)體系的量子效率得到大大提高[19-21]。但量子點(diǎn)敏化大多只能將TiO2吸光范圍延伸至可見(jiàn)光區(qū)，太陽(yáng)光中的近紅外光仍然未得到有效利用。而在上轉(zhuǎn)換材料中摻雜稀土離子可有效實(shí)現(xiàn)近紅外光的利用。上世紀(jì)五十年代發(fā)現(xiàn)通過(guò)在NaYF4材料中摻雜稀土離子可將低能光子轉(zhuǎn)換為高能光子，實(shí)現(xiàn)近紅外光向可見(jiàn)光或紫外光的轉(zhuǎn)換[22-25]。但目前將兩種方法有效結(jié)合起來(lái)的研究較少。

為了解決上述問(wèn)題，本項(xiàng)目提出將CdS 量子點(diǎn)(CdS QDs)與NaYF4:Yb,Tm上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料結(jié)合，對(duì)TiO2進(jìn)行復(fù)合，利用CdS QDs敏化可將TiO2光吸收延伸到可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)；而通過(guò)上轉(zhuǎn)換發(fā)光可將近紅外光轉(zhuǎn)換為CdS QDs/TiO2可吸收的可見(jiàn)光，從而提高TiO2的光催化性能。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

氧化釔(Y2O3)、氧化鐿(Yb2O3)、氧化銩(Tm2O3)、(均為99.9%，阿拉丁)、油酸(優(yōu)級(jí)純, 阿拉丁)、1-十八烯(>90.9%,阿拉丁)、NaOH、硫脲、二水合檸檬酸鈉、NH4F、一縮二乙二醇、環(huán)己烷(均為分析純)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙酸(優(yōu)化純)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氬氣(99.999%),武漢市明輝氣體有限公司；無(wú)水乙醇(分析純), 鄭州派尼化學(xué)試劑廠；PEG-4000(分析純)，天津市天力化學(xué)試劑有限公司；鈦酸四異丙酯(≥97.0%)，西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司；硝酸、硫酸(均為分析純)，西隴科學(xué)股份有限公司；過(guò)氧化氫(分析純)，上海沃凱生物技術(shù)有限公司。

1.2 樣品制備

1.2.1 水熱法制備納米晶二氧化鈦漿料

稱取29.3 g鈦酸四異丙酯，快速滴加6.0 g的乙酸，產(chǎn)生白色乳狀液，攪拌15 min 后，將白色乳狀液逐滴滴加到150 mL 蒸餾水中，攪拌1 h；恒溫水浴78℃下，再加入2.4 mL的濃硝酸，磁力攪拌75 min，最終得到半透明的二氧化鈦溶膠溶液。過(guò)濾后將半透明的二氧化鈦溶膠溶液倒入高壓反應(yīng)釜中，230 ℃下恒溫12 h后自然冷卻；將生成的產(chǎn)品旋蒸濃縮至10wt%；最后向二氧化鈦膠體中加入PEG-4000，加入量為T(mén)iO2質(zhì)量的40%，磁力攪拌12 h，得到白色乳狀的納米晶TiO2漿料。

1.2.2 旋涂法制備納米晶TiO2膜

首先采用食人魚(yú)溶液對(duì)玻片進(jìn)行清洗：將洗凈的玻片放入食人魚(yú)溶液中，在水浴鍋中加熱至80 ℃保持30 min，自然冷卻至室溫，將處理過(guò)的玻片用氮?dú)獯蹈?，保存留用?/p>

將制備好的TiO2漿料超聲30 min后，利用勻膠機(jī)把漿料旋涂在玻片上，旋涂速度為1500 r/min，時(shí)間為30 s。將所得TiO2膜晾干后置于馬弗爐中，以2 ℃/min 的速率升溫至450 ℃，450 ℃下恒溫煅燒2 h后，自然冷卻至室溫，最后得到TiO2多孔膜。

1.2.3 高溫分解法制備疏水性上轉(zhuǎn)換 NaYF4:Yb,Tm

分別將氧化釔、氧化鐿、氧化銩與過(guò)量乙酸(體積分?jǐn)?shù)為 50%)在110 ℃下冷凝回流加熱至溶液澄清，趁熱過(guò)濾后，蒸發(fā)除去多余乙酸，將得到的結(jié)晶放在50 ℃的烘箱中干燥12 h，得到稀土乙酸鹽粉末。將得到的乙酸鹽粉末均配成0.2 mol/L的溶液。然后分別取6 mL 1-十八烯、4 mL油酸、1 mL乙酸釔、0.98 mL 乙酸鐿和0.02 mL的乙酸銩攪拌混合均勻，緩慢升溫至 150 ℃，保持 40 min 后自然冷卻至室溫。取3.3 mL NH4F(0.4 mol/L)、1 mL NaOH(1 mol/L)升溫至50 ℃并保持30 min。氬氣氣氛下迅速升溫至300 ℃，保持90 min后自然冷卻至室溫。制得疏水性上轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，利用乙醇和環(huán)己烷進(jìn)行離心洗滌。

1.2.4 上轉(zhuǎn)換納米材料NaYF4:Yb,Tm的改性

為獲得親水性上轉(zhuǎn)換材料，本實(shí)驗(yàn)采用檸檬酸進(jìn)行改性。將15 mL二乙二醇和2 mmol檸檬酸鈉混合并于110 ℃下攪拌30 min，將之逐滴滴加到之前制備的疏水性上轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中，升溫至140 ℃保持10 min，待無(wú)氣體揮發(fā)后自然冷卻至110 ℃。氬氣保護(hù)下升溫至 220 ℃，保持4 h后自然冷卻至室溫。用乙醇和水洗滌產(chǎn)物。最終制得的親水性上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料NaYF4:Yb,Tm。

1.2.5 TiO2/NaYF4:Yb,Tm 復(fù)合膜的制備

將制備好的上轉(zhuǎn)換材料NaYF4:Yb,Tm旋涂在處理好的玻片上，晾干后再次旋涂TiO2，馬弗爐中以2 ℃/min升溫至450 ℃，450 ℃下保持2 h，然后自然冷卻至室溫即得TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜。

1.2.6 制備CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜

取25 mL 0.05 M的硫脲滴加到25 mL 0.05 M的Cd(NO3)2·H2O中，將TiO2/NaYF4:Yb,Tm 泡在配置好的混合溶液中，在90 ℃下保持豎直狀態(tài)2 h。用蒸餾水清洗后晾干置于馬弗爐中，以2 ℃/min的速度升溫至350 ℃，保持30 min后自然冷卻至室溫。

1.3 樣品表征

對(duì)樣品進(jìn)行了掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試,透射電子顯微鏡(TEM)，X射線衍射(XRD)測(cè)試, 吸光譜，熒光光譜測(cè)試。SEM型號(hào)為GeminiSEM-300，焦距為8.2 mm，電壓為5.00 kV。TEM使用工作電壓為200 kV的JEOL JEM-2100型透射電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)試，得到了大區(qū)域的低分辨形貌、高分辨晶格條紋(HRTEM)及電子衍射(SAED)結(jié)果。XRD測(cè)試采用日本理學(xué)Rigaku SmartLab-SE X-ray powder diffractometer，X射線為Cu Kα radiation (λ=1.5406 ?)，掃描速率為15°/min。采用熒光光譜儀(Edinburgh FL S980 fluorescence spectrophotometer)進(jìn)行上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)射光譜測(cè)試，其中980 nm近紅外激發(fā)光由MDL-H-975-5W型連續(xù)波二極管激光器產(chǎn)生，功率為400 MW，在室溫下進(jìn)行測(cè)試。吸收光譜經(jīng)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)得到，型號(hào)為L(zhǎng)ambda 35。

1.4 光催化性能測(cè)試

以羅丹明B的光催化氧化降解為探針?lè)磻?yīng)，測(cè)定膜催化劑的光催化活性。反應(yīng)之前先配制不同濃度的羅丹明B溶液，并測(cè)其吸光度。光催化降解反應(yīng)裝置如下所述：光催化反應(yīng)器為一圓柱形玻璃容器，光源為 300 W氙燈，將樣品和磁力攪拌子置于反應(yīng)器內(nèi)，然后將反應(yīng)器置于磁力攪拌器上，打開(kāi)磁力攪拌器。避光條件下向反應(yīng)器內(nèi)注入一定量的羅丹明B溶液，開(kāi)動(dòng)攪拌，開(kāi)啟光源，每隔 5 min用注射器取一定量液體，測(cè)液體吸光度，根據(jù)濃度-吸光度曲線查得濃度，求取濃度比C0/Ct，以一級(jí)動(dòng)力反應(yīng)曲線模擬羅丹明B光降解反應(yīng)，繪制ln(C0/Ct)-t直線，求得反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)k。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合材料的形貌與晶型分析

從圖1(a)可以看出，利用高溫分解法制備的疏水性上轉(zhuǎn)換納米粒子顯示出明顯的六邊形輪廓，具有良好的分散性，并能夠在玻片表面大范圍地有序排列，形貌特征是顆粒的尺寸較小，測(cè)得平均直徑約為36 nm 。圖1(b)是經(jīng)過(guò)檸檬酸改性的親水性上轉(zhuǎn)換納米粒子NaYF4:Yb,Tm的TEM圖，其平均粒徑為39 nm，說(shuō)明親水性修飾的NaYF4:Yb,Tm的形態(tài)和粒度沒(méi)有顯著變化。從圖2(a)可看出，制得的CdS量子點(diǎn)分散性較好，粒徑均一，平均粒徑為5 nm。圖2(b)中TiO2顆粒粒徑為10～20 nm，粒徑均一，尺寸分布窄。。圖2(c)為CdS QDs/nc-TiO2的高分辨率TEM圖HRTEM圖，從圖中可以清楚的觀察到納米晶TiO2和CdS的晶格條紋，晶格條紋間距0.352 nm對(duì)應(yīng)銳鈦礦TiO2的(101)晶面間距，0.336 nm晶格條紋間距對(duì)應(yīng)CdS (111)晶面間距。

圖1 上轉(zhuǎn)換納米粒子的TEM圖Fig.1 TEM diagram of composites

圖2 復(fù)合CdS/TiO2的高分辨率HRTEM 圖Fig.2 High resolution HRTEM diagram of composites

圖3 NaYF4:Yb,Tm上轉(zhuǎn)換納米粒子的XRD衍射圖Fig.3 NaYF4: XRD diffraction map for converting nanoparticles on Yb, Tm

從圖3中可以看到，疏水性和親水性上轉(zhuǎn)換納米晶體的所有衍射峰均與六方形NaYF4晶體的JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡(No.16-0334)一致，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他相衍射峰，表明已成功合成純六方相NaYF4:Yb,Tm。并且材料進(jìn)行親水性修飾后，上轉(zhuǎn)換材料的晶型結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化。在2θ衍射角分別為17.204°、30.064°、30.786°、34.826°、39.672°、43.494°、46.610°、52.036°、53.276°及53.750°處觀察到的明顯的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)六方相NaYF4的(100)、(110)、(101)、(200)、(111)、(201)、(210)、(002)、(300)和(211)晶面衍射峰。同時(shí)納米微晶尺寸可以利用謝樂(lè)公式計(jì)算得到：

D=kλ/βcosθ

其中：D為微晶尺寸；k為顆粒的形狀常數(shù)，通常假設(shè)顆粒為近球形，則k=0.89；λ為Cu Kα 輻射產(chǎn)生的X射線波長(zhǎng)(λ=1.5406 ?)；β為X射線衍射峰的半峰寬；θ為衍射峰的布拉格衍射角。

通過(guò)公式計(jì)算，可以得出疏水性和親水性納米粒子的平均微晶尺寸分別為36.4 nm和39.2 nm，通過(guò)計(jì)算得到的XRD微晶尺寸與TEM測(cè)得的平均粒徑相近，且由TEM可觀測(cè)到上轉(zhuǎn)換納米粒子分散性良好利用XRD對(duì)CdS、TiO2、CdS/TiO2進(jìn)行表征，觀察其晶型，如圖4所示，與銳鈦礦TiO2標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS No. 21-1272)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，制備的TiO2納米晶體在2θ為25.281°、37.80°、48.049°、53.890°、55.060°、62.668°及75.029°處的特征衍射峰與銳鈦礦TiO2標(biāo)準(zhǔn)衍射峰完全匹配，分別對(duì)應(yīng)銳鈦礦TiO2的(101)、(004)、(200)、(105)、(211)、(204)及(107)晶面。說(shuō)明利用該方法成功制備了純的銳鈦礦TiO2。

圖4 CdS、TiO2、CdS/TiO2的XRD衍射圖譜和標(biāo)準(zhǔn)比色卡Fig.4 XRD diffraction profiles and standard colorcards for CdS, TiO2, CdS/TiO2

與CdS標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDS No. 41-1049)相比較，可以發(fā)現(xiàn)衍射峰圖樣位于2θ=24.807°、26.507°、28.182°處的三重峰及43.681°、47.839°和51.824°處的明顯的特征衍射峰，分別與CdS的(100)、(002)、(101)、(110)、(103)和(200)晶面相匹配。由此說(shuō)明我們成功合成了CdS量子點(diǎn)。

圖5 CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜的SEM截面圖Fig.5 SEM section of CdS QDs/TiO2/NaYF4: Yb, Tm composite membrane

CdS/TiO2的XRD圖中既顯示出與TiO2對(duì)應(yīng)的衍射峰，又有CdS對(duì)應(yīng)的衍射峰，因?yàn)镃dS/TiO2中TiO2含量比例較高，因此衍射峰中TiO2的特征峰較多。同時(shí)可以證明在合成硫化鉻量子點(diǎn)的過(guò)程中，并沒(méi)有其他雜質(zhì)留在TiO2的表面上。且所得微晶尺寸與測(cè)的的TEM尺寸相符。由此說(shuō)明我們成功合成了CdS量子點(diǎn)。

圖6 在980 nm 激發(fā)光照射下的CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜Fig.6 CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb, Tm composite membrane under 980 nm excitation

在圖5中可以明顯的觀察出雙層結(jié)構(gòu)：上層為CdS QDs敏化后的TiO2膜，膜厚度為2394.5 nm，放大圖中膜中存在較多的孔隙且孔隙尺寸較大，有利于CdS滲透進(jìn)入膜內(nèi)，分布在TiO2顆粒之間，使CdS顆粒分布均勻；下層為NaYF4:Yb,Tm膜，由放大圖中可見(jiàn)，該層顆粒較大，孔徑較小，厚度為295.7 nm。在圖6中，用980 nm激發(fā)光照射CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm 復(fù)合膜吸附的玻片，出現(xiàn)紫色光，說(shuō)明CdS 已量子點(diǎn)敏化TiO2，使近紅外光轉(zhuǎn)換為紫外光。綜上所述，可證明成功制備CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm 復(fù)合膜。

2.2 上轉(zhuǎn)換納米材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能

圖7 在980 nm的激發(fā)光下，NaYF4:Yb,Tm納米材料的熒光光譜Fig.7 Fluorescence spectra of NaYF4:Yb, Tm nanomaterials at 980 nm excitation

從圖7中可以看出，在980 nm近紅外光的激發(fā)下，NaYF4:Yb,Tm發(fā)射的上轉(zhuǎn)換熒光主要集中在可見(jiàn)光波段。

波長(zhǎng)在362 nm處的紫外光區(qū)的發(fā)射峰來(lái)自Tm3+離子的1D2→3H6輻射遷躍。波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波段的451 nm和475 nm的發(fā)射峰，分別來(lái)自Tm3+離子的1D2→3F4和1G4→3H6輻射遷躍，發(fā)出的是藍(lán)光。而在796 nm處的發(fā)射峰來(lái)自于Tm3+離子的3H4→3H6輻射遷躍。

NaYF4:Yb,Tm納米材料的熒光光譜，說(shuō)明我們制備的NaYF4:Yb, Tm上轉(zhuǎn)換納米材料在960 nm近紅外光的激發(fā)下，可以發(fā)射出CdS QDs/TiO2可吸收的紫外光如波長(zhǎng)362 nm的光，及可見(jiàn)光如波長(zhǎng)451 nm和475 nm的光。若將NaYF4:Yb,Tm與CdS QDs/TiO2進(jìn)行復(fù)合，CdS QDs/TiO2除了可以吸收來(lái)自光源中的紫外光和可見(jiàn)光，還可以利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料將光源中的近紅外光轉(zhuǎn)化為CdS QDs/TiO2可吸收的紫外熒和可見(jiàn)熒光，便可提高TiO2對(duì)太陽(yáng)光的利用率。

2.3 復(fù)合材料的吸光性能

圖8 CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm、TiO2/NaYF4:Yb，Tm和NaYF4:Yb，Tm的吸收光譜Fig.8 CdS QDs/TiO2/NaYF4: Yb, Tm, TiO2/NaYF4:Yb,Tm and NaYF4:Yb, absorption spectrum of Tm

圖8為采用UV-2450島律紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)獲得的吸收光譜。從圖6可得NaYF4:Yb,Tm在300～700 nm處并不會(huì)有吸收峰，但與TiO2復(fù)合后，可以從圖中很明顯的看出TiO2/NaYF4:Yb，Tm的吸收邊在380 nm處，當(dāng)波長(zhǎng)小于380 nm時(shí)，吸光度迅速增加。而經(jīng)過(guò)CdS QDs沉積后的CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜，在450～510 nm處出現(xiàn)了吸收峰。這說(shuō)明，在TiO2與NaYF4:Yb,Tm復(fù)合并經(jīng)CdS QDs敏化后，TiO2的光響應(yīng)范圍延伸到可見(jiàn)光內(nèi)(即510 nm處)，這對(duì)TiO2光催化活性的提高有著重要意義。

2.4 復(fù)合膜的光催化性能

圖9 羅丹明B溶液的吸光度曲線Fig.9 Absorption curve of Rhodamine B solution

本實(shí)驗(yàn)以羅丹明B的光催化氧化降解為探針?lè)磻?yīng)，測(cè)定膜催化劑的光催化活性。而如圖9所示，紅色染料羅丹明B(Rhodamine B)在554 nm處有最大吸收峰。測(cè)量不同反應(yīng)時(shí)刻羅丹明B在554 nm處的吸光度，就可獲知不同反應(yīng)時(shí)間羅丹明B的濃度。

圖10 全光下羅丹明B在不同催化劑上光催化降解的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線Fig.10 Kinetic curve of photocatalytic degradation of Rhodamine B on different catalysts under total light

表1 全光下羅丹明B在不同催化劑上光催化降解的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)

從圖10可知，在全光下，TiO2，CdS QDs/TiO2，TiO2/NaYF4:Yb，Tm，CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)分別是4.40×10-4min-1，7.80×10-4min-1，6.31×10-4min-1，1.15×10-3min-1，而且ln(C0/C)與時(shí)間t的擬合曲線擬合度普遍較高，呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。其中CdS QDs/TiO2的k值是TiO2的1.8倍，NaYF4:Yb,Tm/TiO2的k值是TiO2的1.4倍，CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm的k值是TiO2的2.6倍。這是因?yàn)樵诩t外光激發(fā)下，NaYF4:Yb，Tm發(fā)出的紫外光(即362 nm)可以被 TiO2吸收，使 TiO2/NaYF4:Yb，Tm光催化性能提高，CdS QDs/TiO2在TiO2吸收紫外光的基礎(chǔ)上，吸收了可見(jiàn)光范圍(即<510 nm處)內(nèi)的光，提高了光催化性能；而CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm不僅吸收了來(lái)自NaYF4:Yb,Tm納米材料上轉(zhuǎn)換發(fā)出的紫外光(即362 nm)，還吸收了來(lái)自NaYF4:Yb,Tm納米材料發(fā)出的部分可見(jiàn)(即451 nm和475 nm)光，進(jìn)一步提高了光催化性能。綜上所述，經(jīng)上轉(zhuǎn)換材料復(fù)合以及CdS QDs敏化后，CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm不僅可以吸收全光中的紫外光、可見(jiàn)光，還可利用NaYF4:Yb,Tm納米材料將光源中的近紅外光轉(zhuǎn)換為CdS QDs/TiO2可吸收的紫外光與可見(jiàn)光，增強(qiáng)了TiO2光催化性能。

3 結(jié) 論

本論文研究了上轉(zhuǎn)換材料NaYF4:Yb，Tm與CdS QDs量子點(diǎn)敏化協(xié)同提高TiO2在全波段的光催化性能。制得的NaYF4:Yb,Tm在980 nm近紅外光的激發(fā)下，能發(fā)射紫外光(即362 nm處)，和可見(jiàn)光(即451 nm和475 nm處)；而經(jīng)過(guò)CdS QDs敏化后的TiO2其吸收邊擴(kuò)展到可見(jiàn)光范圍內(nèi)(即510 nm處)；即利用CdS QDs敏化確可將TiO2光吸收延伸到可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)；同時(shí)通過(guò)上轉(zhuǎn)換發(fā)光可將近紅外光轉(zhuǎn)換為CdS QDs/TiO2可吸收的可見(jiàn)光和紫外光，從而使CdS QDs/TiO2/NaYF4:Yb,Tm復(fù)合膜的光催化性能大大提高，實(shí)現(xiàn)光催化劑對(duì)太陽(yáng)光全光譜范圍的利用。該方法簡(jiǎn)單可行，在光催化方面具有良好的應(yīng)用前景。