紫外－可见漫反射光谱法

浏览量：943 发布日期：2020-12-08 11:56:11【大中小】

在光催化研究中，半导体光催化材料高效宽谱的光吸收性能是保证光催化活性的一个必要而非充分的条件，因此对于光催化材料吸收光谱的表征是必不可少的。半导体的能带结构一般由低能价带和高能导带构成，价带和导带之间存在禁带。当半导体颗粒吸收足够的光子能量，价带电子被激发越过禁带进入空的导带，而在价带中留下一个空穴，形成电子－空穴对。这种由于电子在带间的跃迁所形成的吸收过程称为半导体的本征吸收。要发生本征吸收，光子能量必须等于或大于禁带的宽度Eg，即

（12.1）

其中，hν₀是能够引起本征吸收的最低限度光子能量，即当频率低于ν₀，或波长大于λ₀时，不可能产生本征吸收，吸收系数迅速下降。这种吸收系数显著下降的特征波长λ₀（或特征频率ν₀）称为半导体材料的本征吸收限。

在半导体材料吸收光谱中，吸光度曲线短波端陡峻地上升标志着材料本征吸收的开始，本征波长与禁带Eg关系可以用下式表示出来：

（12.2）

因此，根据半导体材料不同的禁带宽度可以计算出相应的本征吸收长波限。

由于固体样品存在大量的散射，所以不能直接测定样品的吸收，通常使用固体紫外-可见漫反射光谱测得漫反射谱（UV-Vis Diffuse Reflectance Spectra, DRS），并转化为吸收光谱。利用紫外－可见漫反射光谱法可以方便的获得半导体光催化剂的带边位置，所以是光催化材料研究中的基本表征方法。