NWCNT-TiO2復(fù)合薄膜的制備與光生陰極保護性能研究.pdf

1、自從Fujishima和Tsujikawa等發(fā)現(xiàn)TiO2薄膜對金屬的光陰極保護特性以來，金屬材料的光陰極保護技術(shù)受到廣泛關(guān)注。光陰極保護技術(shù)不同于傳統(tǒng)犧牲陽極保護技術(shù)，所用TiO2在保護過程中不被損耗，使用壽命長，且可直接利用太陽光提供能量，所用材料環(huán)境友好，成本低廉，因此TiO2光陰極保護技術(shù)在金屬防腐蝕領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文利用溶膠-凝膠技術(shù)，采用旋涂法在304不銹鋼表面對碳納米管/TiO2納米復(fù)合薄膜進行了

2、制備研究，借助XRD、TEM、SEM等測試方法對復(fù)合薄膜的物相、形貌和顯微結(jié)構(gòu)進行了表征，結(jié)果表明經(jīng)過熱處理后在304不銹鋼表面形成一層致密的碳納米管/TiO2復(fù)合薄膜，薄膜由尺寸約為20nm的TiO2晶粒緊密排列構(gòu)成，碳納米管穿插其中，構(gòu)成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，并被TiO2顆粒緊密包圍。
　　 利用光電化學(xué)測試系統(tǒng)，考察了碳納米管加入量、碳納米管種類、薄膜厚度、復(fù)合方式和處理溫度以及光照條件等工藝條件對碳納米管/TiO2復(fù)合薄膜光電性能的

3、影響。研究結(jié)果表明，隨著碳納米管加入量的增多，復(fù)合薄膜的開路電位呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，當碳納米管為0.3％時，試樣具有最佳光電性能。薄膜厚度的增加不利于復(fù)合薄膜光電性能的提高，當涂覆一層復(fù)合薄膜時試樣表現(xiàn)出較好的光電性能；隨著煅燒溫度的提高，薄膜的晶化程度明顯改善，當煅燒溫度為450℃時，試樣的開路電位達下降幅度最大。當加入直徑為20-40nm的碳納米管時，由于碳納米管在TiO2溶膠中可以良好的分散，從而薄膜具有較好的光電性能。

4、>　　 動態(tài)極化曲線和阻抗測試結(jié)果表明，碳納米管/TiO2復(fù)合薄膜對304不銹鋼起到明顯的防腐蝕作用。在不同光照條件下，涂覆碳納米管/TiO2復(fù)合薄膜的304不銹鋼試樣都表現(xiàn)出穩(wěn)定的光電性能，并在光照條件下，使試樣的開路電位保持在比304不銹鋼更負的電位，從而對其起到陰極保護作用。在3％NaCl溶液中浸泡7天后，涂覆復(fù)合薄膜的304不銹鋼未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，而304不銹鋼裸樣則發(fā)生明顯腐蝕。由此表明，碳納米管/TiO2復(fù)合薄膜對304不銹