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紫外-可見(jiàn)漫反射光譜法

返回列表 瀏覽量:877 發(fā)布日期:2020-12-08 11:56:11【

在光催化研究中,半導體光催化材料高效寬譜的光吸收性能是保證光催化活性的一個(gè)必要而非充分的條件,因此對于光催化材料吸收光譜的表征是必不可少的。半導體的能帶結構一般由低能價(jià)帶和高能導帶構成,價(jià)帶和導帶之間存在禁帶。當半導體顆粒吸收足夠的光子能量,價(jià)帶電子被激發(fā)越過(guò)禁帶進(jìn)入空的導帶,而在價(jià)帶中留下一個(gè)空穴,形成電子空穴對。這種由于電子在帶間的躍遷所形成的吸收過(guò)程稱(chēng)為半導體的本征吸收。要發(fā)生本征吸收,光子能量必須等于或大于禁帶的寬度Eg,即

                                                           12.1

其中,0是能夠引起本征吸收的最低限度光子能量,即當頻率低于ν0,或波長(cháng)大于λ0時(shí),不可能產(chǎn)生本征吸收,吸收系數迅速下降。這種吸收系數顯著(zhù)下降的特征波長(cháng)λ0(或特征頻率ν0)稱(chēng)為半導體材料的本征吸收限。

在半導體材料吸收光譜中,吸光度曲線(xiàn)短波端陡峻地上升標志著(zhù)材料本征吸收的開(kāi)始,本征波長(cháng)與禁帶Eg關(guān)系可以用下式表示出來(lái):

                                                     12.2

因此根據半導體材料不同的禁帶寬度可以計算出相應的本征吸收長(cháng)波限。

由于固體樣品存在大量的散射,所以不能直接測定樣品的吸收,通常使用固體紫外-可見(jiàn)漫反射光譜測得漫反射譜(UV-Vis Diffuse Reflectance Spectra, DRS,并轉化為吸收光譜。利用紫外-可見(jiàn)漫反射光譜法可以方便的獲得半導體光催化劑的帶邊位置,所以是光催化材料研究中的基本表征方法


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