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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 光电池和光电化学 » 重金求助：半导体导带底和PH的关系
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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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锐气藏于胸，和气浮于脸，才气见于事，义气施与人
1楼 2012-09-01 10:51:16
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blackstar117

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
mazuju028: 金币+2, ★有帮助, 谢谢交流。 2012-09-02 09:18:22
不知道我理解的对不对，独立的半导体的导带是其本身的性质。然而当半导体与溶液接触时，形成半导体-溶液界面。pH值的不同或许会导致半导体表面H+吸附的情况不同，于是跨越半导体-溶液界面的电势差发生变化，所以半导体表面附近的能带弯曲变化也不同。
其实我也有一个问题：就是半导体发生能带弯曲时，到底半导体体相内部的能级不变，表面附近的能带发生弯曲呢？还是半导体表面能带不变，体相内部的能级相对于表面处发生了弯曲？
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5楼2012-09-01 21:46:18
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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。
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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？
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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。
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Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
4楼2012-09-01 20:38:05
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