W改性TiO2涂層的光電化學防腐蝕研究.pdf

1、TiO2具有無毒、無害、穩(wěn)定性能好等優(yōu)點，因此一直備受研究者的青睞。自從日本科學家Tsujikawa發(fā)現(xiàn)TiO2在不銹鋼表面具有光陰極保護的作用，更是直接叩開了TiO2作為光陰極保護的大門。光陰極保護具有不犧牲耗材的優(yōu)點。然而TiO2的光電轉換效率偏低，且TiO2在無光條件下不能繼續(xù)對金屬進行光陰極保護，而且TiO2光陰極保護應用偏窄，主要應用在碳鋼、銅和不銹鋼等金屬上，限制TiO2的廣泛應用的原因是 TiO2的費米能級偏低。通過相關文

2、獻報道理論計算 W摻雜TiO2能提高TiO2的費米能級，但未從實驗的角度進行驗證。本文通過W摻雜TiO2對其費米能級的影響進行了研究。首先在純鈦表面進行WO3/TiO2疊層、WO3-TiO2混合涂層、W-TiO2涂層的光電化學響應研究，然后通過第一性原理對W摻雜TiO2的費米能級的影響進行了理論計算，最后在純鎂表面進行W-TiO2涂層的光電化學響應研究。主要研究結果如下：
　?、偻ㄟ^對純鈦表面進行WO3/TiO2疊層、WO3-Ti

3、O2混合涂層、W-TiO2涂層的光電化學響應研究進行優(yōu)化，得到的最佳參數(shù)為：
　　1）WO3/TiO2疊層：WO3涂層的層數(shù)為9層，TiO2涂層的層數(shù)為6層，WO3溶膠的濃度為7wt％，WO3的熱處理溫度為500℃。
　　2）WO3-TiO2混合涂層：WO3：TiO2為1:100（摩爾比），熱處理溫度為400℃，膜層厚度為3層，TiO2濃度為1.5wt%。
　　3）W-TiO2涂層：W摻雜量為7at%，熱處理溫度為30

4、0℃，TiO2濃度為1.5wt%，膜層厚度為9層。
　?、谕ㄟ^Mott-Schottky曲線擬合W摻雜TiO2，以及W-TiO2隨熱處理溫度的變化的關系。
　　1）W摻雜TiO2的確能提高TiO2的費米能級，且W摻雜量為7at%時，費米能級提高最大。通過第一性原理模擬后發(fā)現(xiàn)，W摻雜提高TiO2費米能級的原因是W的5d軌道與Ti的3d雜化，從而提高TiO2的費米能級。
　　2）熱處理溫度為400℃時，W-TiO2的費米能