Z型TiO_(2)/Au/CdS异质结对304不锈钢的光生阴极保护效果研究

作     者：许守武 张红兵 王镜淇 张凯丽 都俐俐 巩大明 卢贵武 邱萍 XU Shouwu;ZHANG Hongbing;WANG Jingqi;ZHANG Kaili;DU Lili;GONG Daming;LU Guiwu;QIU Ping

作者机构：中国石油大学(北京)油气装备材料失效与腐蚀防护北京市重点实验室北京102249 国家石油天然气管网集团有限公司北京100000 中石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古鄂尔多斯017300 

出 版 物：《材料保护》 (Materials Protection)

年 卷 期：2023年第56卷第12期

页      面：58-64,104页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52071335,2462020YXZZ016) 中国石油大学优秀青年教师研究项目(2462015YQ0602)资助。 

主　　题：304不锈钢 TiO_(2)纳米带 Z型异质结 TiO_(2)/Au/CdS复合膜 光生阴极保护 

摘      要：为了提高TiO_(2)对304不锈钢的光生阴极保护性能,采用阳极氧化法在Ti片表面制备TiO_(2)纳米带,再使用离子溅射制备TiO_(2)/Au,然后进一步使用连续离子层吸附反应法制备出Z型TiO_(2)/Au/CdS异质结复合膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线光电子能谱对所制备膜层的晶体结构、表面形貌、元素分布、各元素的价态以及键能进行分析,使用分光光度计分析膜层的光学性质,使用电化学工作站测试膜层对304不锈钢的光生阴极保护性能。结果表明:TiO_(2)/Au(10)/CdS复合膜对304不锈钢的光生阴极保护效果最好,其开路电位为-1.252 V(vs SCE),同时光生电流密度达到2.697 mA/cm^(2),是纯TiO_(2)(0.185 mA/cm^(2))的14倍。TiO_(2)复合Au和CdS后形成了Z型异质结,这种Z型电荷转移机制可以改变光生电子的迁移路径,能促进光生电子与空穴的分离,因此能够为304不锈钢提供有效的阴极保护。