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mazuju028木蟲 (正式寫手)
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[求助]
重金求助：半導(dǎo)體導(dǎo)帶底和PH的關(guān)系
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在文章（“The absolute energy positions of conduction and valence bands of selected semiconducting minerals”）中看到下圖： 從上圖可看出導(dǎo)帶位置隨PH增加而變得更負(fù)(vs NHE), 也就是還原H+能力應(yīng)該有所增強(qiáng)�？墒窃诹硗庖黄狢dS產(chǎn)氫文章(Photocatalytic Hydrogen Production from Solutions of Sulfite Using Platinized Cadmium Sulfide Powder)中看到如下說明： 好像兩者有矛盾啊，請(qǐng)了解的同學(xué)指點(diǎn)一下，十分感謝， |
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Jackcd12
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
mazuju028: 金幣+8, ★★★很有幫助, 非常感謝。 2012-09-01 20:20:26
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你這種善于思考分析問題的方式值得嘉獎(jiǎng)。 你的質(zhì)疑是正確的，半導(dǎo)體導(dǎo)帶能級(jí)不會(huì)隨pH升高而變化，變化的H+的還原電位隨pH增加而變得更負(fù)。要想半導(dǎo)體導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到H+能級(jí)上，H+的能級(jí)必須低于導(dǎo)帶能級(jí)，根據(jù)你給的E-pH圖可以看出，原來在酸性和中性條件下H+能還原的反應(yīng)，不一定就能在堿性區(qū)域發(fā)生。因?yàn)�，半�?dǎo)體導(dǎo)帶能級(jí)位置還是原來的位置，可堿性下H+的電位能級(jí)位置卻向上移動(dòng)，有可能接近甚至向上超過導(dǎo)帶能級(jí)，這時(shí)發(fā)生從導(dǎo)帶向H+能級(jí)轉(zhuǎn)移電子幾率降低，甚至不轉(zhuǎn)移了。因此，CdS文獻(xiàn)中觀察的結(jié)果是對(duì)的，可那個(gè)作者誤認(rèn)為pH改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)帶位置。 |
2樓2012-09-01 11:20:27
wmberserker
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6樓2012-09-02 09:03:31
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【答案】應(yīng)助回帖
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mazuju028: 金幣+6, ★★★很有幫助, 謝謝回答。 2012-09-14 13:17:59
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從E-pH圖得到的結(jié)果是：隨pH增加，H+/H2電對(duì)電勢(shì)變負(fù)，意味著H+越來越難轉(zhuǎn)變?yōu)镠2。并非還原H+能力有所增強(qiáng)。 從CdS產(chǎn)氫文章看，the position of the CB becomes less negative than the H+/H2 potiential,...這句話的含義是與H+/H2電對(duì)電勢(shì)相比，CB變得less negative,這僅僅是結(jié)果的描述，不該理解為CB的位置隨pH變化。 |
10樓2012-09-11 08:51:08
mazuju028
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您好。謝謝你的回復(fù)。 根據(jù)圖一在文章中給的說明，我覺得應(yīng)該理解為半導(dǎo)體導(dǎo)帶位置變化： FIGURE 1. pH dependence of the conduction band edge and valence band edge of pyrite in an aqueous electrolyte solution described by (a), a pH-Eh diagram, 不過你的提示，讓我覺得會(huì)不會(huì)是半導(dǎo)體導(dǎo)帶和H+的位置都在變得更負(fù)，只是H+變得更多，導(dǎo)致它們之間的差距在PH提高之后變小。 您覺得是否是這樣的？ |
3樓2012-09-01 20:20:08
Jackcd12
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mazuju028: 金幣+2, ★有幫助, 謝謝交流。 2012-09-02 09:18:22
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不知道我理解的對(duì)不對(duì)，獨(dú)立的半導(dǎo)體的導(dǎo)帶是其本身的性質(zhì)。然而當(dāng)半導(dǎo)體與溶液接觸時(shí)，形成半導(dǎo)體-溶液界面。pH值的不同或許會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體表面H+吸附的情況不同，于是跨越半導(dǎo)體-溶液界面的電勢(shì)差發(fā)生變化，所以半導(dǎo)體表面附近的能帶彎曲變化也不同。 其實(shí)我也有一個(gè)問題：就是半導(dǎo)體發(fā)生能帶彎曲時(shí)，到底半導(dǎo)體體相內(nèi)部的能級(jí)不變，表面附近的能帶發(fā)生彎曲呢？還是半導(dǎo)體表面能帶不變，體相內(nèi)部的能級(jí)相對(duì)于表面處發(fā)生了彎曲？ |
5樓2012-09-01 21:46:18
mazuju028
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7樓2012-09-02 09:15:37
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mazuju028: 金幣+3, ★★★很有幫助, 謝謝回答。 2012-09-03 22:09:35
mazuju028: 金幣+3, ★★★很有幫助, 謝謝回答。 2012-09-03 22:09:35
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從圖1來看，半導(dǎo)體能級(jí)與H+的電位都隨pH同步線性變化，其結(jié)果好像是氧化物的氧化還原能力不隨PH變化，但我覺得實(shí)際情況要復(fù)雜得多，比如，很多金屬氧化物在堿性溶液中就變得不穩(wěn)定，氧化膜的結(jié)構(gòu)開始變化，其電子結(jié)構(gòu)也會(huì)改變，這時(shí)再用現(xiàn)在的半導(dǎo)體能帶模型理解可能就不適合了。 你提到的硫化物半導(dǎo)體的平帶電位，我沒有看到過類似的文獻(xiàn)。 |
8樓2012-09-02 10:53:31
blackstar117
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9樓2012-09-02 20:36:08
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