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溶液氧化还原电位mV与半导体导带价带位eV的区别已有1人参与
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| 大家好，请问有知道溶液氧化还原电位mV与半导体导带价带位eV的区别的吗？ |
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Jackcd12
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【答案】应助回帖
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花开自在819(小毛球代发): 金币+1, 谢谢参与 2018-11-05 22:45:38
花开自在819: 金币+19, ★★★★★最佳答案, 讲解到位，知识点框架清晰 2018-11-06 09:07:11
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你这问题是半导体光电化学研究的主要内容，比较复杂，也不容易理解和说清楚。 简单地讲，氧化还原电位是指溶液中的分子或离子得失电子能力的量度，一般以氢标电位为参考点度量其大小高低，电位越负，意味着失去电子的能力越强，电位越正，得到电子的能力越大。而在物理学中，描述元素或化合物的电子能级采用价带和导电模型（能带理论），电子能级的高低以真空中无穷远处的能量为0作为参考点，因此，所有的电子能级都是负值，且以电子伏特(eV)为单位，能级越负，意味着电子越稳定，越不容易失去（跃迁）。当这两个领域分开应用时，各自采用自己的能量标准，很容易理解。可是，当半导体与溶液接触时，就需要将这两个领域的理论联合考虑，这时，首先遇到的问题就是能量标准不同引起的难解（大致：0 V vs NHE ~ -4.5 eV）;其次，是固体一侧的能带弯曲和空间电荷层的形成，液体一侧分子离子在固体表面的吸附导致的双电层的形成和电子得失。固-液相达到平衡时，固体一侧的费米能级与液体一侧的氧化还原电位（也可称费米能级）处于相同能级（能量）。液体中分子离子得失电子的能力与固体一侧半导体的价带和导电能级高低密切相关，尤其是当半导体受到光照时，如果光的能量大于禁带宽，电子将从价带跃迁到导带，处于导带中的电子能量高，不稳定，容易被空穴复合消耗掉，或被溶液中的氧化剂捕获，这个过程能否实现，取决于导带能级与氧化剂能级的相对高低。影响这个过程的因素很多，理解清楚不容易。你最好先去看看半导体光电化学的书，以及杂志上一些综述文章吧。 |
» 本帖已获得的红花（最新10朵）
2楼2018-11-05 22:00:22
Jackcd12
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4楼2018-11-06 13:04:25
送红花一朵|
非常感谢您的专业回答，非常受用。 我是看到这句：“热力学容许光催化氧化反应能够发生的条件是：受体电势比半导体导带电势低，供体电势要比半导体价带电势高”后细究概念时才有了以上疑问。这句话和您说的“这个过程能否实现，取决于导带能级与氧化剂能级的相对高低”这个我都理解。但还是有些疑问 第一个问题：我想问这句话中的半导体导带能级与溶液中氧化剂的能级都是能从文献和书中查到的吗？需不需要测量呢 第二个问题：我对半导体进行了掺杂，想知道掺杂后半导体的能级高低，查到网友提供有三种方法可以测，第一个是循环伏安法，第二个是用电化学方法MS曲线，Mott-Schottky曲线可以测得平带电势，由平带电势可以得知导带底位置，用UV-Vis 吸收测试可以测得禁带宽度，由导带底和禁带宽度可以得出禁带顶的位置。第三个通过测量XPS、UPS价带谱，可以得到价带顶位置，用UV-Vis 吸收测试可以测得禁带宽度，由价带顶和禁带宽度可以得出导带底的位置。不知道我总结对不对 第三个问题：我想比较掺杂半导体与溶液中污染物的能级，知道了半导体能级的测法（第二个问题中提到的），查到的污染物能级的测法就是氧化还原电位仪，测出的单位是mV，所以，单位不同，我就比较迷惑了，是不是还有别的方法测溶液中氧化剂和还原剂（即污染物）的能级的方法呢？ 还请老师您可不可以解答下，非常感激您能抽时间，再次感谢 |
3楼2018-11-06 09:35:09
送红花一朵|
哇，太感谢您了。 看完第三个问题的回答，再回过头来看我之前收集的知识点，如图1，忽然发现图中已经表示出了两个单位的关系，我竟然没看出来。 我突然发现图2和图3中的氧化电位单位不一样，数值却一样，可不可以认为图3中的羟基自由基的氧化电位2.8eV是有误的呢？    发自小木虫Android客户端 |
5楼2018-11-06 15:46:01
6楼2018-11-06 15:51:33
Jackcd12
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7楼2018-11-06 16:55:17
8楼2018-11-06 20:41:56
9楼2018-11-06 20:42:44
Jackcd12
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10楼2018-11-06 21:21:59
50