Thermodynamic Oxidation and Reduction Potentials of Photocatalytic Semiconductors in Aqueous Solution

Pourbaix图 半导体 水溶液 光催化 化学 电化学 氧化物 带隙 价(化学) 化学稳定性 材料科学 波段图 无机化学 金属 氧化还原 光化学 化学物理 物理化学 电极 光电子学 催化作用 有机化学
作者
Shiyou Chen,Lin‐Wang Wang
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:24 (18): 3659-3666 被引量:693
标识
DOI:10.1021/cm302533s
摘要

An approach is introduced to calculate the thermodynamic oxidation and reduction potentials of semiconductors in aqueous solution. By combining a newly developed ab initio calculation method for compound formation energy and band alignment with electrochemistry experimental data, this approach can be used to predict the stability of almost any compound semiconductor in aqueous solution. Thirty photocatalytic semiconductors have been studied, and a graph (a simplified Pourbaix diagram) showing their valence/conduction band edges and oxidation/reduction potentials relative to the water redox potentials is produced. On the basis of this graph, the thermodynamic stabilities and trends against the oxidative and reductive photocorrosion for compound semiconductors are analyzed, which shows the following: (i) some metal oxides can be resistant against the oxidation by the photogenerated holes when used as the n-type photoanodes; (ii) all the nonoxide semiconductors are susceptible to oxidation, but they are resistant to the reduction by the photogenerated electrons and thus can be used as the p-type photocathodes if protected from the oxidation; (iii) doping or alloying the metal oxide with less electronegative anions can decrease the band gap but also degrade the stability against oxidation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
oysp完成签到,获得积分10
1秒前
tiantian应助文件撤销了驳回
2秒前
张可发布了新的文献求助10
2秒前
rynchee完成签到 ,获得积分10
2秒前
wodeqiche2007发布了新的文献求助10
3秒前
慕青应助nbbyysnbb采纳,获得10
3秒前
SciGPT应助Daodao采纳,获得10
3秒前
甜甜的书发布了新的文献求助10
4秒前
王蕊发布了新的文献求助10
4秒前
赘婿应助朱大头采纳,获得10
6秒前
11秒前
念之完成签到 ,获得积分10
11秒前
刘晓强发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
天天快乐应助ssss采纳,获得10
13秒前
13秒前
16秒前
Daodao发布了新的文献求助10
17秒前
麻薯奶茶发布了新的文献求助10
18秒前
MLF发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助whuhustwit采纳,获得10
19秒前
21秒前
qwer完成签到,获得积分10
22秒前
渭南第一大帅逼完成签到,获得积分10
22秒前
mouxq发布了新的文献求助10
23秒前
万能图书馆应助Yue采纳,获得10
23秒前
田様应助害羞的聪健采纳,获得10
25秒前
来苏儿发布了新的文献求助10
26秒前
lanheqingniao完成签到,获得积分10
26秒前
害羞的聪健完成签到,获得积分20
29秒前
MY发布了新的文献求助10
31秒前
我能读懂文献完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
33秒前
sijin1216完成签到,获得积分10
34秒前
1111完成签到,获得积分20
34秒前
34秒前
LLL发布了新的文献求助10
34秒前
传奇3应助清梦采纳,获得10
34秒前
35秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Injection and Compression Molding Fundamentals 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Hopemont Capacity Assessment Interview manual and scoring guide 650
Mantids of the euro-mediterranean area 600
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 基因 遗传学 化学工程 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3422593
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3022859
关于积分的说明 8902954
捐赠科研通 2710376
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1486403
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 687061
邀请新用户注册赠送积分活动 682285