近年来,稀土掺杂上转换发光材料由于其具有独特的发光性能,在光催化、生物成像、光敏化太阳能电池、显示防伪等领域,显示了优秀的应用价值。但是目前上转换材料的发光效率普遍偏低,影响了它的实际应用。基质材料的选取强烈影响上转换发光强度。因此开发优秀基质材料,增强其发光强度意义重大。高效上转换发光材料可以将近红外光有效转换为可见光或紫外光,复合TiO₂半导体材料可以提高对太阳光的利用率,提高TiO₂半导体材料对有机污染物光催化降解速度,提高催化效率。为治理水污染和大气污染等环境问题提供新途径。本论文以稀土掺杂钪基氧化物材料Sc₂O₃、CaSc₂O₄为研究对象,制备小尺寸Sc₂O₃、CaSc₂O₄纳米晶,研究材料的上转换发光特性及发光机理。以及制备了有益于提高光催化效率的CaSc₂O₄:Er³⁺,Yb³⁺@TiO₂纳米复合材料。本论文的研究内容及结果如下:（1）通过简单的油酸介导水热法制备了约19 nm的Sc₂O₃:Er³⁺,Yb³⁺上转换纳米晶。与采用两相溶剂热方法制备的相同优化浓度的Sc₂O₃样品相比,水热合成法的Sc₂O₃:Er³⁺,Yb³⁺上转换纳米晶显示出更强的上转换发光性能,其中红光增强了4倍。此实验中上转换发光增强可以归因于表面基团的减少和较长的寿命。（2）制备不同碱土钪酸盐MSc₂O₄（M=Mg,Ca,Sr,Ba）纳米晶,获得最佳基质材料CaSc₂O₄。通过选取有机添加剂（Cit-3Na,EDTA,CTAB等）来改变CaSc₂O₄纳米晶结构、结晶度、形态以及上转换发光性能的影响。同时我们还研究了Ln³⁺,Yb³⁺(Ln³⁺=Er³⁺/Tm³⁺/Ho³⁺)掺杂的CaSc₂O₄纳米晶的上转换发光特性和机理。（3）通过水热法制备了新型的纳米CaSc₂O₄:Er³⁺,Yb³⁺@TiO₂复合材料,模拟太阳光下对亚甲基蓝溶液进行光催化降解实验,并且比较了不同的样品的催化降解性能。实验结果表明上转换发光材料的存在能够改善TiO₂的光催化降解能力,提高了光催化剂降解有机污染物的工业应用价值。