TiO-,2-的光電化學(xué)穩(wěn)定性及對金屬的光電化學(xué)防腐蝕研究.pdf

1、近年來,除了在光電轉(zhuǎn)換以及污染物降解處理等方面的應(yīng)用外,半導(dǎo)體光催化劑的光電化學(xué)防腐蝕特性也逐漸引起研究者的興趣。在半導(dǎo)體光催化劑對金屬的光電化學(xué)防腐蝕保護(hù)過程中,需要的激發(fā)能量可取自于太陽能,且半導(dǎo)體光陽極本身并不犧牲,理論上具有很長的使用壽命和潛在的應(yīng)用前景。目前金屬的光電化學(xué)防腐蝕研究還處于探索階段,陽極材料大多為寬禁帶半導(dǎo)體如TiO2,陰極材料主要局限于腐蝕電位比較正的不銹鋼和銅等金屬。主要研究半導(dǎo)體光催化劑對不銹鋼和銅等金屬的

2、光致陰極保護(hù)的可行性,但對光致陰極保護(hù)的長效性尤其是光陽極的光電化學(xué)穩(wěn)定性研究較少。 論文首先應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜和穩(wěn)態(tài)方法分別考察了不同方法制備的TiO2光陽極反應(yīng)動力學(xué)。結(jié)果表明銳鈦礦和金紅石混晶納米多孔電極P25(德國,Degussa)和銳鈦礦溶膠-凝膠納米多孔電極SG的光電響應(yīng)大于熱氧化金紅石塊狀電極TO和金紅石納米多孔電極RU。外加陽極偏壓不僅降落在空間電荷層以抑制光生載流子復(fù)合,而且部分降落在Helmholtz層,即產(chǎn)生

3、費(fèi)米能級釘扎,并提高電荷轉(zhuǎn)移速率常數(shù),SG和P25電極費(fèi)米能級釘扎程度比TO明顯。 其次研究了上述TiO2光陽極的光電化學(xué)穩(wěn)定性能、失活原因和再生途徑。結(jié)果表明,SG、P25和TO三種電極在酸性和中性中比較穩(wěn)定；在堿性中較差。電極光電化學(xué)穩(wěn)定性順序?yàn)?SG