TiO2納米管復合膜的制備及其光生陰極保護性能.pdf

1、陰極保護是控制金屬腐蝕的一種重要方法。傳統(tǒng)的陰極保護需要向被保護的金屬提供電流或者使用犧牲陽極，因此需要較多的能源。近年來，二氧化鈦(TiO2)半導體在金屬防腐中的光生陰極保護作用受到了腐蝕研究者的關注。其原理是光照條件下產生的電子由TiO2導帶轉移到金屬基體，使金屬的電極電位降低而受到陰極保護。與傳統(tǒng)陰極保護相比，該方法不需要外加電流和犧牲陽極，TiO2材料不受使用壽命的限制。
　　然而TiO2本身只能吸收一定波長的紫外光，并且

2、光生電子空穴對復合過快，一定程度限制了TiO2光生陰極保護效應在腐蝕控制中的應用。
　　本工作通過對TiO2納米管陣列膜的改性，制備具有更佳性能的納米復合膜作為光陽極，以提高其的光生陰極保護效應。主要的研究內容和進展如下:
　　(1)應用陽極氧化法在丙三醇的溶液中于鈦表面制備TiO2納米管陣列膜，揭示了電解質溶液對TiO2納米膜光電性能的影響。發(fā)現(xiàn)通過TiCl4溶液對納米膜進行水熱處理后，TiCl4水解生成大量TiO2顆粒覆

3、蓋在TiO2納米管的表面，有效增大納米管膜的表面積，使TiO2的能帶位置發(fā)生變化，增強納米薄膜對光子的吸收，提高了TiO2納米膜的光生陰極保護效應。
　　(2)以上述TiO2納米管陣列膜的基礎上，通過連續(xù)化學浴沉積法，成功地在膜表面沉積了Ag2S納米顆粒形成復合膜。結果表明，該復合膜的光吸收可以擴展至可見光區(qū)，對光利用率大大增加。當復合膜與403不銹鋼連接后，可以使不銹鋼在0.5 mol/L NaCl溶液中的電極電位自腐蝕電位下降