两种半导体耦合能够形成异质结而使系统的电荷分离效率得到提高, 扩展对光谱吸收范围, 以便提高其光催化性能。 半导体耦合在制备过程中容易受到制备方法、 反应温度等影响, 引起耦合半导体晶体结构和表面性质发生变化, 从而使得其光催化量子效率增大。 主要从以下三个方面进行了论述, (1) 卤氧化铋-氧化物偶合体系, 将半导体材料与BiOX进行复合, 能够形成高效异质结型结构能提高光催化降解污染物光催化性能; (2)AgX-BiOX偶合体系, 与纯净的AgI或BiOI相比, 复合光催化材料AgI/BiOI在可见光下具有更高的光催化反应活性。 （3）卤氧化铋与其它化合物偶合体系, Bi2S3与BiOX进行偶合后, 光生电子在两种催化剂中进行迁移, 提高了电子与空穴分离效率, 因而偶合物的光催化性能得到提高。 另外, 本文综述了近年来国内外半导体耦合制备方法、 影响其光催化性能的因素、 提高可见光利用效率的最新研究进展, 并提出在半导体耦合研究中所要解决的主要问题及今后努力方向。

采用固相法合成AgNbO3/石墨烯复合纳米材料，利用透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品的形貌及光学性质进行了表征。研究发现，AgNbO3与石墨烯复合后，带隙能明显降低，吸收光波长范围增大。以甲基橙溶液的降解为光催化模型反应评价了AgNbO3/石墨烯复合纳米材料的可见光催化性能。结果表明：与纯AgNbO3相比，AgNbO3/石墨烯复合纳米材料对甲基橙的可见光催化性能明显增强。实验条件下，经300 ℃煅烧的AgNbO3/石墨烯(2∶1)复合纳米材料表现出最优的催化性能，它对甲基橙的可见光催化脱色速率系数约为纯AgNbO3的10倍。光催化降解机理研究表明，促使甲基橙降解脱色的主要活性物种为·O-2 和 h+。

以二氰二胺和碘化铵为前驱体, 采用水浴-焙烧方法首次制备了CNI与SiO2不同质量比的SiO2/CNI复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对催化剂进行了表征。实验结果表明, 与CNI相比, CNI/SiO2复合光催化剂具有更高的光催化活性。当SiO2与CNI的质量比为1: 15时, SiO2/CNI催化剂样品的光解水产氢活性最高, 光解水产氢速率为88.6 μmol/h。SiO2/CNI(1: 15)样品之所以具有高活性主要有两方面原因: 适量的SiO2与CNI复合可以使光生电子-空穴对的复合得到显著的抑制; SiO2与CNI复合使得SiO2/CNI对可见光(200～600 nm)吸收能力增强, 且其吸收带边向长波方向移动。

以氧化铋、四水氯化锰为原料,盐酸为溶剂,采用水解法制备了Mn与Bi具有不同摩尔比率的Mn-BiOCl光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、电子衍射(SAED)、表面光电压光谱(SPS)等对其进行了表征.以甲基橙为光催化反应模型化合物,评价了Mn-BiOCl光催化剂的紫外光催化活性.并研究了甲基橙降解过程中的活性物种.结果表明:Mn的含量对Mn-BiOCl光催化剂的催化活性有重要影响.当Mn与Bi的物质的量之比为0.25% 时,制备的Mn-BiOCl光催化剂催化活性最高,甲基橙的光催化降解率达到95.1%。

以无水碳酸钠作为碱和内核, 通过其与稀土铽离子及有机配体乙酰水杨酸(aspirin)反应得到了新型的铽配合物复合碳酸钠核壳荧光材料。荧光显微图像表明该复合荧光材料具有明亮的绿色荧光, 发射光谱显示有铽离子的特征发射峰。材料的激发光谱随着碳酸钠用量的改变而发生变化, 说明铽配合物在碳酸钠表面的结构并非是单一的, 会随着碳酸钠的用量而发生改变。复合材料的荧光强度随着碳酸钠用量的增多而呈现下降的趋势, 平均荧光寿命随着碳酸钠用量的增多呈现上升的趋势。

采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下, 以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应, 评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明: 与纯Bi2S3和纯BiOCl相比, Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能, 尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时, Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO2)的活性非常接近, 而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiOCl形成异质结界面上的有效转移, 降低了电子-空穴对的复合。

采用红外光谱、热重分析、紫外光谱和荧光光谱对侧链含查尔酮基团的聚(4-甲基丙烯酰氧基-4′-二甲氨基查尔酮)(PMADMAC)和聚(4-丙烯酰氧基查尔酮)(PAC)的光交联特性进行了研究。随着光照时间的增加, PMADMAC和PAC聚合物光致环加成反应迅速进行, 波长短的紫外线更易使得聚合物发生［2+2］环加成反应。与溶液状态相比, 固体薄膜状态下的光交联反应速率较慢。PMADMAC聚合物更容易发生光致环加成反应, 其光交联速率要比PAC聚合物快, 环加成反应也更彻底。采用荧光光谱研究了聚合物的发光特性, 发现PAC聚合物无荧光, 而PMADMAC聚合物具有溶剂极性敏感的荧光特性。在PMADMAC聚合物的稀溶液中, 随着365 nm紫外光照时间的增加, 荧光强度迅速降低, 其荧光特征波长在紫外光照射后发生蓝移。 PMADMAC和PAC聚合物的热稳定性较好, 光交联后形成热不稳定的环丁烷结构, 其热稳定性有所降低。

为了研究配体能级与稀土离子最低激发态能级的匹配程度对所形成的稀土配合物荧光性能的影响, 以邻氟苯甲酸(2-FBA)为第一配体, 邻菲咯啉(phen)为第二配体分别制备两种稀土铽配合物Tb(2-FBA)3·2H2O和Tb(2-FBA)3phen。 元素分析和红外光谱表征了两种配合物的分子组成。 相同浓度的紫外吸收光谱表明, Tb(2-FBA)3phen的第二配体phen替代第一配体2-FBA吸收了部分紫外光。 相同浓度的液体荧光光谱表明, Tb(2-FBA)3·2H2O的荧光发射强度高于Tb(2-FBA)3phen的荧光发射强度。 由于Tb(2-FBA)3·2H2O分子结晶水中的O—H振动会大大消耗配体所吸收的能量而使荧光强度大幅度下降; 2-FBA配体在273 nm的吸收峰所对应的三重态能级必然与能级5D4的匹配程度会更差。 在这种情况下Tb(2-FBA)3·2H2O的发射强度依然高于Tb(2-FBA)3phen的发射强度, 充分说明了第一配体2-FBA与Tb3的最低激发态能级5D4的匹配程度要好于phen与Tb3+的最低激发态能级5D4的匹配程度。 通过结合紫外吸收光谱和荧光光谱对稀土配合物的配体能级的定性分析, 可以初步了解不同类型配体对荧光性能的贡献程度。

有机碱对参与合成的铽配合物荧光性质具有非常大的影响。利用三乙胺(TEL)、三丙胺(TPL)和三丁胺(TBL)分别作为有机碱、乙酰水杨酸(aspirin)作为配体在无水乙醇溶液中制备了3种铽配合物溶液。通过紫外光谱、荧光光谱、绝对量子产率和荧光寿命的表征发现3种铽配合物的确具有不同的荧光性能。相同浓度条件下, 随着有机胺碳链长度的增加, 3种铽配合物的荧光发射强度依次增大。由3种有机碱所得到的铽配合物Tb(aspirin)3TEL、Tb(aspirin)3TPL和Tb(aspirin)3TBL的绝对量子效率分别为11.41%,12.85%和18.63%, 在无水乙醇溶液中的荧光寿命分别为6.316 956×10-4, 7.018 974×10-4, 7.346 807×10-4 s。实验结果表明, 有机碱参与了铽配合物的分子组成。

以4-氟苯甲酸(4-FBA)、4-氯苯甲酸(4-ClBA)为配体制备了具有良好热稳定性的稀土配合物Tb(4-FBA)3·2H2O和Tb(4-ClBA)3·2H2O, 与前期工作中合成的Tb(4-BrBA)3的紫外及荧光光谱进行了分析比较。紫外-可见光吸收光谱表明, 相同浓度下, 3种配合物的紫外吸收能力以Tb(4-FBA)3·2H2O、 Tb(4-ClBA)3·2H2O、Tb(4-BrBA)3顺序依次增大。液体荧光光谱表明, Tb(4-ClBA)3·2H2O的荧光发射强度最强。从配体的能级、配合物的紫外吸收能力及能量传递过程中的热振动损耗等方面对实验结果进行了讨论分析。热重分析表明, Tb(4-FBA)3·2H2O和Tb(4-ClBA)3·2H2O在450 ℃出现快速分解。将2种配合物放置于马弗炉中350 ℃加热1 h后, 发现Tb(4-FBA)3·2H2O的荧光发射强度降低了24%, Tb(4-ClBA)3·2H2O荧光发射强度仅降低了13%左右, 表明2种配合物高温条件下分子结构保持稳定, 加热后2种配合物的红外光谱也表明2种配合物在高温条件下未发生分解。