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mazuju028

木虫 (正式写手)

[求助] 重金求助:半导体导带底和PH的关系

在文章(“The absolute energy positions of conduction and valence bands of
selected semiconducting minerals”)中看到下图:

从上图可看出导带位置随PH增加而变得更负(vs NHE), 也就是还原H+能力应该有所增强。可是在另外一篇CdS产氢文章(Photocatalytic Hydrogen Production from Solutions of  Sulfite Using Platinized Cadmium Sulfide Powder)中看到如下说明:


好像两者有矛盾啊,请了解的同学指点一下,十分感谢,
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
mazuju028: 金币+3, 有帮助, 谢谢。 2012-09-14 13:21:46
看来这个问题的确很重要。
根据导带-pH图,如果虚线代表H+的还原能级的话,H+的还原能级少高于导带能级,理论上讲,H+被还原的驱动力很小,也就是说,H+不能从导带中获得电子。因为,只有导带能级高于H+的还原能级,导带中的电子才能进入H+的能级。你给出的这个能级图,是不是CdS的?
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
11楼2012-09-11 09:44:54
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
mazuju028: 金币+8, ★★★很有帮助, 非常感谢。 2012-09-01 20:20:26
你这种善于思考分析问题的方式值得嘉奖。
你的质疑是正确的,半导体导带能级不会随pH升高而变化,变化的H+的还原电位随pH增加而变得更负。要想半导体导带上的电子转移到H+能级上,H+的能级必须低于导带能级,根据你给的E-pH图可以看出,原来在酸性和中性条件下H+能还原的反应,不一定就能在碱性区域发生。因为,半导体导带能级位置还是原来的位置,可碱性下H+的电位能级位置却向上移动,有可能接近甚至向上超过导带能级,这时发生从导带向H+能级转移电子几率降低,甚至不转移了。因此,CdS文献中观察的结果是对的,可那个作者误认为pH改变了半导体的导带位置。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
2楼2012-09-01 11:20:27
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mazuju028

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackcd12 at 2012-09-01 11:20:27
你这种善于思考分析问题的方式值得嘉奖。
你的质疑是正确的,半导体导带能级不会随pH升高而变化,变化的H+的还原电位随pH增加而变得更负。要想半导体导带上的电子转移到H+能级上,H+的能级必须低于导带能级,根据你 ...

您好。谢谢你的回复。
根据图一在文章中给的说明,我觉得应该理解为半导体导带位置变化:
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,
不过你的提示,让我觉得会不会是半导体导带和H+的位置都在变得更负,只是H+变得更多,导致它们之间的差距在PH提高之后变小。
您觉得是否是这样的?
锐气藏于胸,和气浮于脸,才气见于事,义气施与人
3楼2012-09-01 20:20:08
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
mazuju028: 金币+4, ★★★很有帮助, 十分感谢再次回复。 2012-09-02 09:06:27
不错,当半导体与第二相(这里是水溶液)接触时,价带和导带能级要发生弯曲,弯曲的方向取决与半导体是N/P型,弯曲的程度一般都很小。但从你给的图1来看,半导体能级随pH的变化是很大的,以前没有见到过能级弯曲程度如此之大的。如果这个图是实测的话,那你的理解是正确的。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
4楼2012-09-01 20:38:05
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