通過紫外-可見漫反射光譜可以方便的獲得半導(dǎo)體材料的吸收帶邊，而材料制備工藝對于其吸收帶邊有明顯的影響。水熱合成的Bi₂WO₆納米片與固態(tài)合成的Bi₂WO₆樣品的紫外－可見漫反射吸收光譜如圖12-3所示^[1]。由圖可見，樣品都有明顯的吸收帶邊，其吸收帶邊位置可以由吸收帶邊上升的拐點來確定，而拐點則通過其導(dǎo)數(shù)譜來確定，相應(yīng)地可以計算出其光吸收閾值的大小，從而也可以確定其禁帶寬度。當(dāng)入射光的光子能量高于半導(dǎo)體的帶寬時，將導(dǎo)致本征躍遷。通常在吸收邊附近，吸收系數(shù)α同入射光子能量E的關(guān)系為：

                            （12.4）

式中，指數(shù)n為2時，表示為間接躍遷形式；指數(shù)為1/2時，表示為直接躍遷形式。Bi₂WO₆納米片的吸收邊要小于固態(tài)合成Bi₂WO₆的吸收邊，這種藍(lán)移趨勢可以從量子尺寸效應(yīng)加以解釋。一般認(rèn)為當(dāng)納米材料的粒徑小于10 nm時才表現(xiàn)出顯著的量子尺寸效應(yīng)，且粒徑越小，其帶隙越寬，量子尺寸效應(yīng)越明顯。

圖 12-3 Bi₂WO₆納米片與固態(tài)合成的Bi₂WO₆樣品的紫外－可見漫反射吸收光譜

圖12-4給出了不同C₆₀修飾量的ZnO/C₆₀的紫外－可見漫反射光譜。對ZnO粉體來說，只在400 nm以下出現(xiàn)吸收峰，這與ZnO的帶隙寬度是一致的。對C₆₀修飾后的ZnO樣品，則從200～750 nm均有吸收。從圖中可以看出，C₆₀吸附在ZnO表面后，催化劑在400～750 nm范圍內(nèi)出現(xiàn)了寬的吸收帶。隨著C₆₀負(fù)載量的增加，400～750 nm范圍內(nèi)的吸收逐漸增強，在C₆₀負(fù)載量為2 %時為最大，2.5 %時吸收值有所下降，如圖12-4內(nèi)嵌圖所示。負(fù)載量從0到2 %吸光度的線性增加表明C₆₀在TiO₂表面可能形成單分子層化學(xué)吸附；當(dāng)負(fù)載量超過2 %，單層吸附達(dá)到飽和，C₆₀趨向于在TiO₂表面聚集成簇，此時的吸光度有所下降。C₆₀的分子直徑是0.71 nm，ZnO的比表面積是57.3 m² g^-1，理論估算表明當(dāng)C₆₀的負(fù)載量約為11 %時，在ZnO粒子表面能形成致密的單分子層覆蓋，考慮到C₆₀僅能占據(jù)ZnO表面的活性位點以及C₆₀分子間斥力，認(rèn)為形成致密單分子層所需的C₆₀的量要遠(yuǎn)小于11 %。綜合紫外－可見漫反射結(jié)果，當(dāng)負(fù)載量為2 %時，C₆₀在ZnO顆粒表面形成了相對致密的單分子層，負(fù)載量為2.5 %時，可能由于C₆₀分子間發(fā)生聚集導(dǎo)致吸光度下降，C₆₀的修飾并沒有影響到ZnO在紫外區(qū)的吸收。因此，ZnO/C₆₀的紫外區(qū)吸收由ZnO造成，可見光區(qū)的吸收由C₆₀導(dǎo)致。在可見光區(qū)域有吸收，使該催化劑利用可見光成為可能。催化活性表征也表明負(fù)載C₆₀量為1.5 %的ZnO的活性最高，C₆₀負(fù)載量的進(jìn)一步增加反而降低了負(fù)載ZnO的光催化活性。^[2]

圖12-4經(jīng)不同含量C₆₀修飾后ZnO/C₆₀催化劑的紫外－可見漫反射光譜