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光催化文献中的“掺杂”和“固溶”两概念有什么区别?

作者 shijinwen
来源: 小木虫 450 9 举报帖子
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据光催化领域的文献报导,
掺杂后的半导体,形成了分离的能级,紫外-可见漫反射吸收光谱表现为,吸收边由陡变缓,反映了光催化剂的光激发跃迁不再(或者只)是带间跃迁(band-gap transition,价带到导带),而是(或者包括了)从掺杂形成的分离的杂质能级到导带的跃迁。电子-孔穴的负荷中心多。
固溶体半导体,其紫外-可见漫反射吸收光谱表现为,吸收边保持了较陡的特点,反映了光催化剂的光激发跃迁是带间跃迁(band-gap transition,价带到导带)。电子-空穴的负荷中心少。

2
然而,再看看固溶体的概念:

引用回帖:
以一种元素(或化合物)为溶剂,另一种或几种元素做溶质的固态下的溶体。固溶体保有溶剂的晶格,固溶体的成分可以在或大或小的范围内变化。若两组元固态下呈无限互溶时称无限固溶体,亦称连续固溶体;固态下两组元若部分互溶时,则为有限固溶体,亦称端际固溶体;若溶质原子在溶剂的分布完全是混乱无序的,称无序固溶体;总溶质原子产生溶质偏聚或溶质原子周围尽量和溶剂原子结合,称有序固溶体;依溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置的不同,又分为置换固溶体、间隙固溶体和缺位固溶体。
①置换固溶体  在晶格中溶质原子替代了溶剂的位置。其固溶度(固态下溶质在溶剂中的溶解度极限)有如下特点:受尺寸因素的影响是,溶质与溶剂元素的原子半径越小固溶度越大。若其他因素相同,铜基与银基固溶体中,若原子半径差大于15%时固溶度很小,小于15% 或更小时甚至可形成无限互溶固溶体。受化学亲和力因素的影响是,亲和力越大越易形成稳定的金属间化合物,而形成固体的溶解度比较小、经验上用电负性衡量,若溶质与溶剂电负性差小于0.4~0.5时有利于固溶体形成,若大于0.5时则有利于形成化合物。受元素化合价因素的影响是,溶质的比合价越高溶解度越小。受晶体结构因素的影响是,若溶质与溶剂结构相同,易形成无限固溶的连续固溶体或具有较大溶解度的有限固溶体,否则反之。
②间隙固溶体 溶质原子只占据溶剂晶格的间隙位置而不占据晶格的结点位置。形成间隙固溶体的溶剂元素大都是过渡金属元素,溶质原子半径一般小于10-10m。间隙固溶体都是有限固溶体,其固溶度除与溶质原子半径大小有关外,还与溶剂晶格类型有关,因为后者决定间隙的大小。由于溶质原子的溶入,间隙固溶体的晶格发生畸变,晶格常数也随溶质的增多而增大。
③缺位固溶体 多以化合物为溶剂,而以一组元素为溶质所组成的固溶体。这种固溶体在成分上偏离理想化合物的成分,因此,实际上这种固溶体是金属间化合物。

从上面1和2对固溶体的描述,明显可以看出,是不一致的。

不知道该怎么理解,在这里请教虫友们

[ Last edited by daiqiguang on 2007-6-2 at 21:18 ] 返回小木虫查看更多

今日热帖
  • 精华评论
  • magy22

    这两个概念我也很晕,
    很想听听大家的看法

  • 8163

    nod,确实很难搞清楚。
    不过感觉一般看到的描述是:##中掺杂了**元素后,催化剂的催化性能有了显著的提高,通过表征可知其原因可能是形成了固溶体,从而调变了##的物化性质等等。
    因此我觉得掺杂更多是一个比较广泛性的概念,掺杂不一定能形成固溶体,但是形成了固溶体肯定是有掺杂。

  • qingmengxue

    引用回帖:
    Originally posted by 8163 at 2006-12-11 16:06:
    nod,确实很难搞清楚。
    不过感觉一般看到的描述是:##中掺杂了**元素后,催化剂的催化性能有了显著的提高,通过表征可知其原因可能是形成了固溶体,从而调变了##的物化性质等等。
    因此我觉得掺杂更多是一个比 ...

    掺杂的量一般比较少,而且是原子进入原来催化剂的晶格,形成掺杂的催化剂,而固溶体是按照一定的比例加入得到的某个化合物,一般经过高温焙烧后发生的化学反应,形成的是一种具有新的晶格结构的化合物.个人理解,仅供参考!

  • 可可西里

    一般看看紫外可见漫反射图就可以看的出来

  • shijinwen

    我感觉文献里面的用法比较混乱

  • baroncq

    个人理解,掺杂应该更广泛些;固溶体可以看作是原子级别的混合,而掺杂不一定;掺杂后杂质原子有可能自身形核,比如TiO2中掺入其它过渡金属时,那些过渡金属就有可能自身形成氧化物,即形成了新的相,这就可能成为电子空穴对的复合中心。而固溶体不会形成新相,其结构一般和溶剂相的结构一致,当然杂质原子的引入可能引起一些晶格奇变、空位、电子缺陷等,正因为如此,固溶体与纯相相比一般都具有较高电导以及对可见光的吸收,比如红宝石(Al2O3与Cr2O3新成的固溶体);TiO2中掺入一些过渡金属形成固溶体后也可已达到对可见光的吸收,我做了Al掺杂TiO2,发现通过一定处理后粉体呈微黄色,其吸收边相对于纯的TiO2、等量Al2O3与TiO2混合物在同等处理条件下红移,

  • watercloud

    楼主提的问题不错,有想法

    楼上回答得也让人感觉受益

    一般掺杂是少量的,主要以提高主晶相的物理、化学性能。掺杂的目的其实主要是形成晶格缺陷,如空位缺陷、间隙缺陷、杂质缺陷等点缺陷,以及晶体表面、晶粒间界等面缺陷,还有位错等线线缺陷。而掺杂的确不一定形成固溶体,有可能掺杂物质在晶粒间界相对富集,并没有与主晶相以原子尺度混合。

    固溶体其实也是一种物质(溶质,相对较少)掺杂到另外一种物质(溶剂,相对较多),而且两者是以原子尺度相互混合,并不会破坏原有晶体的结构。

    以上只是个人看法,有不对的地方,请指正。

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