TiO2-ZnO復合薄膜的制備及其光生陰極保護性能研究.pdf

1、近年來,TiO2薄膜的光生陰極保護性能因其使用壽命長、不消耗電能、允許膜中存在少量缺陷等優(yōu)點引起了科學家極大的興趣。然而TiO2只能吸收紫外光,對太陽光利用率低;光生電子-空穴對極易復合,光量子效率低。為了解決上述兩大問題,本文將TiO2與ZnO進行復合,利用二者能帶的耦合作用以及ZnO高的電子遷移率來提高其光陰極保護性能。主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　采用溶膠-凝膠法和熱處理技術(shù)在304不銹鋼表面制備了不同復合方式的納米TiO2

2、/ZnO復合薄膜,用XRD、SEM、UV-Vis分光光度計對復合薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌以及光吸收特性進行了分析表征,并采用電化學分析手段研究了復合方式和煅燒溫度對復合薄膜光電性能的影響。為了避免TiO2和ZnO在煅燒晶化過程中的相互干擾,利用溶膠-凝膠技術(shù),采用分層涂覆和分步熱處理工藝制備了復合薄膜。研究表明,當?shù)讓覼nO薄膜和表層TiO2薄膜分別在450℃和500℃熱處理后制備的復合薄膜具有最佳的光電性能。同時,利用動電位極化和交流

3、阻抗技術(shù)研究了TiO2/ZnO復合薄膜在3.0％NaCl溶液中對304不銹鋼的防腐蝕效果。研究發(fā)現(xiàn),在暗態(tài)下復合薄膜阻止了腐蝕介質(zhì)和金屬基體的接觸,起到涂層保護的作用。而在光照下,TiO2/ZnO復合薄膜表現(xiàn)出優(yōu)于單一TiO2薄膜的光陰極保護效果。
　　通過簡化制備工藝流程,在304不銹鋼表面制備了TiO2(P25)/ZnO復合薄膜,考察了Ti/Zn摩爾比以及熱處理溫度對復合薄膜光電性能的影響。電化學測試結(jié)果表明,Ti/Zn摩爾比