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%。

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。

采用实验与密度泛函理论计算(DFT)相结合, 研究了不同电子取代基修饰的5-邻羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉(TPPOH)和5-邻羟基苯基-10,15,20-三(对甲氧基)苯基卟啉［(p-OCH3)TPPOH］化合物的吸收光谱及其电化学性质。 结果表明, 相对于TPPOH, 由于对位甲氧基(-OCH3)给电子能力强致使(p-OCH3)TPPOH的卟啉环电子云密度增加, 从而引起吸收光谱红移(3 nm)、 氧化还原电位发生明显的负移, 最高占据分子轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级差降低0.06 eV。 DFT理论分析分子前线轨道电子分布结果显示(p-OCH3)TPPOH的HOMO和LUMO轨道能量均增加, 而能级差却比TPPOH能级差小0.05 eV。 理论结果与电化学和光谱实验结论一致, 并进一步阐明了光谱和电化学性质变化机理, 为揭示不同取代基卟啉化合物的设计与应用提供重要依据。

采用水解法在323 K制备了比表面积较大的纳米金红石TiO2光催化剂, 并通过X射线衍射（XRD）、 BET比表面积测试法、 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、 红外光谱（IR）和光电化学（PEC）测量对纳米光催化剂进行了表征。 以甲基橙为光催化反应的模型化合物, 在比表面积相近的条件下, 对纳米金红石和锐钛矿TiO2光催化剂的光催化活性进行了评价。 光催化实验结果表明: 比表面积为～95 m2·g-1时, 比表面积相近的金红石和锐钛矿的紫外光催化活性相当, 但金红石的可见光催化活性明显高于锐钛矿的可见光催化活性。 光电化学实验表明: 在紫外光照射下催化剂的光电流密度从弱到强的顺序与其紫外光催化活性从低到高的次序一致。

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。