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图2.6 不同体积比制备的薄膜的对比图 PbS量子点与正己烷的体积比为1: 3（左） PbS量子点与正己烷的体积比为1: 1（右）
2.4 PbS量子点的漫反射谱分析
所谓漫反射光谱与常见的紫外-可见光谱有所不同。紫外-可见吸收光谱法灵敏度高、准确度好、操作简单，是一种十分有效的检测分析手段。但紫外光谱仪在使用过程中也受到一定的限制。根据朗伯比耳定律，所测样品必须是一定浓度的均匀溶液。这就局限了紫外-可见吸收光谱法的实际测量范围。也使得在对固体、粉末、乳浊液和悬浊液样品的测定中，误差较大，测量效果不理想。反射光谱法有效的解决了这一问题。与吸收光谱不同，反射光谱主要是利用光在样品表面的反射来获取样品的表面信息，是一种反射光谱，与物质的电子结构有关[32]。
紫外-可见光漫反射光谱可以准确描述材料在紫外光和可见光照射条件下的光谱响应特征[33-34]。
2.4.1 漫反射光谱（DRS）测试原理
其测试原理主要源于固体中金属离子的电荷跃迁。在过渡金属离子-配位体体系中，一方是电子给予体，另一方为电子接受体。在光激发下，发生电荷转移，电子吸收某能量光子从给予体转移到接受体，在紫外区产生吸收光谱。
当过渡金属离子本身吸收光子激发发生内d轨道内的跃迁（d-d）跃迁，引起配位场吸收带，需要能量较低，表现为在可见光区或近红外区的吸收光谱。收集这些光谱信息，即获得一个漫反射光谱，基于此可以确定过渡金属离子的电子结构（价态，配位对称性）。
东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 17 页 入射强度
漫反射 (Diffuse Reflection) 镜面反射 (Specular Reflection) (Incident Radiation)
图2.7 漫反射示意图
当光束入射至粉末状的晶面层时，一部分光在表层各晶粒面产生镜面反射；另一部分光则折射入表层晶粒的内部，经部分吸收后射至内部晶粒界面，再发生反射、折射吸收。如此多次重复，最后由粉末表层朝各个方向反射出来，这种辐射称为漫反射光。如图2.7所示。
2.4.2 PbS在紫外区的漫反射光谱分析
1:1 1:2 1:3 Reflection (%)300350400450500550600650700750wavelength(nm)
图2.8 PbS量子点在紫外光区的漫反射光谱
从三种浓度的PbS量子点玻璃样品的紫外区光谱图（图2.8）可知，它们的线性吸收都比较强，没有显著的反射峰。虽然三种样品的反射谱也有一些差异，但我们可明显得到，PbS量子点的吸收峰未存在于紫外区，为了确定其吸收峰的位置，应该进行它们的近红外区反射光谱实验。
东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 18 页 2.4.3 PbS在近红外区的漫反射光谱分析
PbS是典型的在近红外波段发光的量子点，这类量子点在近红外波段的激发光谱宽，可以实现多波段激发，在近红外波段量子效率高。故PbS在近红外区的光谱分析尤为重要。
由于根据不同配比制备所得的样品光谱大致相同，故而可根据其中之一的漫反射光谱来分析PbS在近红外区的漫反射行为。
如图2.9所示。
1:3867nm 1:2 1:1Reflection (%) 807nm600700800900100011001200130014001500Wavelength(nm)图2.9 PbS量子点在近红外区漫反射吸收光谱
漫反射曲线中，867nm时为仪器峰。其漫反射曲线表现出非常明显的吸收峰，PbS量子点的吸收峰出现在约807nm，PbS可以吸收波长小于3μm的辐射光。而据现今研究可知，纯TiO2阵列只吸收紫外光区域，若利用PbS量子点敏化TiO2薄膜时，而修饰了PbS以后的吸收光谱拓宽至可见光区域。这是由于PbS可以吸收波长小于3μm的辐射光，同时TiO2和PbS纳米颗粒相结合的独特结构也有利于光的吸收，提高材料对光的利用率，从而提高材料的光电催化效率。 2.5 PbS量子点的傅里叶变换红外光谱分析
通过红外光谱图解析可以获取分子结构的信息。任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定。由于每种化合物尤其是有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息，因此红外光谱是有机化合物结构解析的重要手段。
傅里叶变换红外光谱采用的为能量在4000-400cm-1的红外光。这个能量段的光不足以使样品产生分子电子能级的跃迁，而只能引起振动能级与转动能级的跃迁。分子在振
东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 19 页 动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的振动才有红外活性。因为分子振动伴随偶极矩改变时，分子内电荷分布变化会产生交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收[35]。
由于制备时所用的原料相同，PbS量子点中所存在的官能团也必定为同类官能团。所以只需抽取其中一个样品作为代表，即可测试出所制备出的PbS量子点中所存在的有机物，即存在相同的特征峰。
PbS量子点的傅里叶变换红外光谱如图2.10所示。
4030Transmission(%)100400035003000250020001500-11000500Wavenumbers(cm)图2.10 PbS量子点的傅里叶变换红外光谱
对样品进行红外光谱分析，结果表明2925cm-1出现C-H 吸收峰，1735cm-1处出现C=O的特征吸收峰，1506cm-1为C=C的特征吸收峰，1396cm-1处为CH3/CH2弯曲振动。表明PbS量子点悬浊液中存在上述化学键。其中，C=C键来源于十八烯，C=O键来源于油酸。
2.6 磁控溅射制备PbS/TiO2薄膜
溅射镀膜是指利用电离的气体离子轰击靶表面，使被轰击出的粒子或团簇沉积到基片上形成薄膜的技术。磁控溅射是一种较常见的大规模工业生产用成膜技术，由于它可制备大面积高质量薄膜，且可制备的薄膜种类繁多，成本相对低廉，可满足各个行业需要，溅射镀膜的方法甚至被人称赞是可以“在任何材料的基板上沉积任何材料的薄膜”
[36]
，因此，无论在工业生产中还是在科学研究中，溅射镀膜一直起着至关重要的作用。
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