检索结果-南通市图书馆

作者：贺明辉中国海洋大学

学位级别：硕士

自从Fujishima小组在1972年发现TiO2可光解水以来,TiO2就以其良好的光电特性和化学稳定性,成为国内外研究的热点。其中一个重要的应用就是保护金属材料免受介质环境的腐蚀,即光生阴极保护作用。所谓光生阴极保护,就是通过半导体膜在光照... 详细信息

自从Fujishima小组在1972年发现TiO2可光解水以来,TiO2就以其良好的光电特性和化学稳定性,成为国内外研究的热点。其中一个重要的应用就是保护金属材料免受介质环境的腐蚀,即光生阴极保护作用。所谓光生阴极保护,就是通过半导体膜在光照下,入射光子激发半导体价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,形成光生电子-空穴对。光生电子向电势较低的金属表面迁移,导致金属表面电子密度增加,宏观表现为电极电势降低,甚至远低于金属的自然腐蚀电势,从而使得金属进入热力学稳态区即阴极保护状态。此时,TiO2是作为非牺牲性的阳极,不需要消耗电能,可重复使用,这也是TiO2的一条重要优点。然而,光子激发产生的光生电子-空穴对易于复合,脱离光照后,TiO2的光生阴极保护作用随之结束。为了克服这一局限性,本文侧重于将TiO2与SnO2进行复合半导体改性,抑制光生电子-空穴对的复合,并尝试不同的复合方式与复合量对改性的影响,寻求一个最佳模式在暗态下延续TiO2的光生阴极保护性能。研究内容及成果如下：1、采用改进的溶胶-凝胶法在室温下制备TiC2、SnO2及二者的复合溶胶。通过浸渍-提拉技术在304不锈钢与普通载玻片基体上构筑一定厚度的TiO2纳米膜、混合式TiO2-SnO2复合纳米膜、叠层式TiO2/SnO2复合纳米膜。利用激光粒度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和紫外可见光光度计(UV-Vis)等手段对各溶胶和纳米膜进行表征。结果表明,各溶胶的粒度分布较窄,无大颗粒的团聚。可长期稳定存放。各干凝胶在450℃焙烧就具有良好的结晶,所得纳米膜成膜性较好。混合法复合SnO2后,复合纳米膜的成膜性较纯TiO2得到进一步优化。2、应用腐蚀电化学与光电化学方法研究TiO2纳米膜及复合纳米膜在模拟海水中的光电性能和耐腐蚀行为。开路电位-时间曲线表明单纯TiO2纳米膜在有光照时,304不锈钢基体的自腐蚀电位大幅下降,关闭光照后又回升至初始值;动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱表明在有紫外光照和无紫外光照下均能很好的保护基体免受腐蚀：有光照时作为光阳极为304不锈钢基体补偿光生电子,基体的光生电位大幅度下降,处于阴极保护区域,得到电化学保护;无光照时作为物理阻挡层阻碍基体与介质环境相互作用。但与光生阴极保护相比,保护性能有限。3、随着混合式TiO2-SnO2复合半导体中Sn/Ti摩尔比例的增加,表面构筑复合纳米膜的304不锈钢在关闭光源后的自腐蚀电位回升幅度逐渐减小,当Sn/Ti为1:1时,改性效果最佳。由此可看出SnO2在光照情况下储存了来源于TiO2导带的光生电子,在无光照时再将这些电子缓慢释放到基体表面,继续使其电势维持在较低的值。同时,塔菲尔极化曲线和交流阻抗图谱也表明,随着Sn/Ti比例的增加,纳米膜的抗腐蚀性变好。4、与纯TiO2纳米膜、混合式TiO2-SnO2复合纳米膜相比,叠层式TiO2/SnO2复合纳米膜的光生阴极保护性能最优。当底层SnO2为3层时,叠层式TiO2/SnO2复合纳米膜的光电防腐性能最好。

关键词： TiO2 SnO2 复合半导体 304不锈钢光生阴极保护

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窄带隙半导体敏化二氧化钛对304不锈钢的光生阴极保护研究

窄带隙半导体敏化二氧化钛对304不锈钢的光生阴极保护研究

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作者：李鑫冉中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

学位级别：硕士

304不锈钢(304SS)具有良好耐蚀性,但当其应用于海洋环境中时,氯离子会破坏其表面钝化膜,促进点蚀的产生。光生阴极保护技术是一种新型绿色的阴极保护防腐方法,常以Ti O2作为光电转换中心。但Ti O2带隙过宽且光生载流子易复合,导致其光... 详细信息

304不锈钢(304SS)具有良好耐蚀性,但当其应用于海洋环境中时,氯离子会破坏其表面钝化膜,促进点蚀的产生。光生阴极保护技术是一种新型绿色的阴极保护防腐方法,常以Ti O2作为光电转换中心。但Ti O2带隙过宽且光生载流子易复合,导致其光电活性较差。针对Ti O2的缺点,本文通过阳极氧化法制备了Ti O2纳米管,设计了Sb2S3/Sb2O3/Ti O2、Co3O4/Ti O2和Bi OI/Ti O2三种窄带隙半导体敏化的Ti O2基p-n异质结材料,之后对样品进行了材料表征和光电性能测试,并对其保护机理进行了分析讨论。通过一锅水热法将Sb2S3、Sb2O3同时沉积到Ti O2管上,并考察了反应源浓度对复合膜性能的影响。结果发现纳米网状的Sb2S3促进了Ti O2对可见光的吸收,微米棒状的Sb2O3使载流子沿轴向运动,为载流子传输提供了直接通路;导带较负的Sb2S3将Ti O2费米能级拉向更负的电位,利于电子向304SS的传输;p型Sb2S3与n型Sb2O3/Ti O2内建电场的形成促进了载流子的定向传输。当锑源浓度为48 mmol/L时,三元复合物对304SS保护效果最优,可使其电位降至-0.76V。通过低温水热法,制备了Co3O4/Ti O2复合物,并研究了Co3O4负载量对光生阴极保护效果的影响。结果发现Co3O4的引入使Ti O2吸收波长向可见光移动,带隙减小为2.2 e V。当硝酸钴的浓度为1 mmol/L时,Co3O4/Ti O2对304SS的保护性能最好,偶合光致电位达到-0.69 V,光电流增加为原来的3倍,电荷转移电阻减小一个数量级。Co3O4和Ti O2接触后,由接触前的嵌套式能带结构转变为交错型p-n异质结。在内建电场的驱动下,载流子得到及时分离与定向传输,从而对304SS展现出良好的阴极保护效果。通过连续去离子层吸附反应,将Bi OI原位生长于Ti O2管口,并研究了循环次数对光阳极阴极保护性能的影响。结果发现Bi OI的引入使Ti O2吸收边向长波移动,吸收强度显著增大。当循环次数为5次时复合膜保护性能最优,相较Ti O2,复合膜与304SS的偶合光电流变为9倍多,电荷转移电阻减小两个数量级,极大增加了光生载流子分离率。复合膜光阳极可使304SS电位降至-0.66 V,在暗态下仍可对不锈钢实施长达10 h以上的阴极保护。其优异的性能来自于Bi OI薄层状结构和交错型p-n内建电场的协同作用。

关键词： Sb2S3/Sb2O3/TiO2 Co3O4/TiO2 BiOI/TiO2 光生阴极保护 304不锈钢

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二氧化钛光生阴极保护材料研究进展

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材料开发与应用 2017年第3期32卷 114-120页

作者：李春冬程文华刘广义马晓王巍于良民中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 海洋腐蚀与防护重点实验室山东青岛266101

二氧化钛光生阴极保护材料以自身独特的光电特性直接将太阳光转化为电子,降低金属的电势,为金属提供保护,而自身没有消耗,是一种理想的新型阴极保护材料。本文回顾了近年来国内外二氧化钛光生阴极保护材料的发展,重点介绍了纳米二氧化... 详细信息

二氧化钛光生阴极保护材料以自身独特的光电特性直接将太阳光转化为电子,降低金属的电势,为金属提供保护,而自身没有消耗,是一种理想的新型阴极保护材料。本文回顾了近年来国内外二氧化钛光生阴极保护材料的发展,重点介绍了纳米二氧化钛的制备和改性方法以及在提高光生阴极保护性能方面的研究工作,探讨了纳米二氧化钛材料的光生阴极保护机理,并对光生阴极保护材料的发展前景进行了展望。

关键词：二氧化钛光生阴极保护腐蚀

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多次氧化TiO2纳米复合膜的制备及光生阴极保护作用的研究

多次氧化TiO2纳米复合膜的制备及光生阴极保护作用的研究

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经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会...

作者：李静林昌健林泽泉林成钢朱燕峰杜荣归固体表面物理化学国家重点实验室厦门大学化学化工学院

在含NH4F和少量H2O的乙二醇溶液中,采用二次电化学阳极氧化法在纯钛表面制备一层结构整齐有序的多孔状TiO2纳米管阵列(TNs)。应用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对纳米管阵列结构、形貌及化学组成进行表征。并利用光电化学... 详细信息

在含NH4F和少量H2O的乙二醇溶液中,采用二次电化学阳极氧化法在纯钛表面制备一层结构整齐有序的多孔状TiO2纳米管阵列(TNs)。应用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对纳米管阵列结构、形貌及化学组成进行表征。并利用光电化学测量技术研究TiO2纳米管阵列在不同波长范围内的光电响应特性和光生阴极保护行为。考察了阳极氧化时间、电压等参数对TiO2纳米管阵列的几何形貌和光电性能的影响。结果表明:具有高比表面积的管状有序结构的TiO2纳米管阵列膜可有效减缓载流子的复合,在紫外光区产生明显而强烈的光生电流,多孔状的TiO2纳米管阵列对304不锈钢有良好的光生阴极保护作用,暗态下阴极保护作用可继续维持。

关键词：二次阳极氧化 TiO2纳米管 304不锈钢光生阴极保护

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CdSe/CdS量子点敏化TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应

CdSe/CdS量子点敏化TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应

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中国化学会第29届学术年会

作者：张娟刘青朱燕峰杜荣归林昌健厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室

本工作的主要目的是制备一种新颖的ZnS/CdSe/CdS/TiO2纳米复合膜光阳极。应用阳极氧化法在0.5 wt%NH4F的丙三醇水溶液中于钛表面制备TiO2纳米管阵列膜[1]。样品经煅烧后,采用化学沉积法在制得的纳米管表面依次沉积均匀的CdS和CdSe量子点... 详细信息

本工作的主要目的是制备一种新颖的ZnS/CdSe/CdS/TiO2纳米复合膜光阳极。应用阳极氧化法在0.5 wt%NH4F的丙三醇水溶液中于钛表面制备TiO2纳米管阵列膜[1]。样品经煅烧后,采用化学沉积法在制得的纳米管表面依次沉积均匀的CdS和CdSe量子点[2],最后,以同样的方法在膜表面沉积ZnS以增强量子点的稳定性,获得了可作为光阳极的ZnS/CdSe/CdS/TiO2纳米复合膜。结果表明,制备的TiO2纳米管垂直于钛表面,管径约100 nm,管长约为1.2μm,形成了有序纳米管阵列膜。量子点均匀分布在纳米管管口附近。由于CdS和CdSe量子点的修饰,TiO2复合膜的光吸收范围拓展至可见光区,光电流响应强度显著增大。ZnS/CdSe/CdS/TiO2作为光阳极,光照时可使耦连的430不锈钢在0.5 mol/L NaCl溶液中的电极电位负移约1100 mV,电位降低的幅度大于已有的报道值,显示出优良的光生阴极保护作用。光照后转为暗态时,复合膜对不锈钢可维持较好的阴极保护作用。

关键词：阳极氧化化学沉积法 TiO2纳米管量子点光生阴极保护

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SnO2/TiO2纳米管复合膜对不锈钢的光生阴极保护效应

SnO2/TiO2纳米管复合膜对不锈钢的光生阴极保护效应

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中国化学会第30届学术年会-第二十九分会：电化学材料

作者：胡娟官自超梁燕刘青王海鹏杜荣归厦门大学化学化工学院化学系

以阳极氧化法在钛箔表面制备的TiO纳米管阵列膜为基础,应用超声浸渍-煅烧法在TiO纳米膜表面沉积SnO纳米颗粒。应用表面分析方法和光电化学测试技术,研究了超声沉积时间对TiO纳米管膜形貌、组分、结构及光电化学性质的影响,特别是考察了S... 详细信息

以阳极氧化法在钛箔表面制备的TiO纳米管阵列膜为基础,应用超声浸渍-煅烧法在TiO纳米膜表面沉积SnO纳米颗粒。应用表面分析方法和光电化学测试技术,研究了超声沉积时间对TiO纳米管膜形貌、组分、结构及光电化学性质的影响,特别是考察了SnO/TiO复合膜对不锈钢的光生阴极保应用。结果表明,Sn以Sn的形态存在于复合膜中,通过上述方法可在TiO纳米管表面沉积SnO纳米颗粒,得到SnO/Ti O2复合膜。SnO/TiO复合膜的光致发光谱测试表明SnO的沉积极大抑制了TiO中载流子的复合,提高了电子-空穴对的分离效率。复合膜的光电化学性质相比于纯TiO膜有显著提高。复合膜作为光阳极与处于0.5 mol/L NaCl溶液中的403不锈钢耦连,可使不锈钢的电极电位比腐蚀电位降低450 mV,具有良好的光生阴极保护效应。电化学阻抗测试也表明不锈钢耦连光照时的复合膜后,由于大量的光生电子转移到不锈钢使其电荷转移电阻显著变小。

关键词：阳极氧化超声浸渍-煅烧 SnO2/TiO2 光生阴极保护

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纳米TiO2复合薄膜光生阴极保护特性的研究

纳米TiO2复合薄膜光生阴极保护特性的研究

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2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议

作者：李静杜荣归林昌健厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室

采用溶胶凝胶法和浸渍提拉技术在导电玻璃,316不锈钢及铜表面构筑纳米TiO2薄膜及Sn(Ⅳ)-TiO2,N-TiO2复合膜,引入紫外光照对薄膜进行改性。利用SEM,XRD,XPS等手段,对纳米薄膜的形貌、晶型、组成等进行表征。采用腐蚀电化学和光电化学相... 详细信息

采用溶胶凝胶法和浸渍提拉技术在导电玻璃,316不锈钢及铜表面构筑纳米TiO2薄膜及Sn(Ⅳ)-TiO2,N-TiO2复合膜,引入紫外光照对薄膜进行改性。利用SEM,XRD,XPS等手段,对纳米薄膜的形貌、晶型、组成等进行表征。采用腐蚀电化学和光电化学相结合技术,测试膜层的光电化学性质,研究TiO2及复合半导体薄膜对金属基体的光生阴极保护作用及光电响应特性等。结果表明:TiO2/316L、TiO2-SnO2/316L和光辅助法TiO2-SnO2／Cu膜电极作为光生阳极时,紫外光照射下可使316不锈钢和铜基体处于阴极保护状态,停止光照后,光生电位仍可维持较低电位一段时间。掺N的 TiO2膜对波长大于500nm的可见光具有较强的光电响应,光照下对316L和铜基体起到阴极保护作用。暗态下,光生电位继续保持。

关键词：光生阴极保护纳米TiO2复合膜腐蚀与保护紫外光可见光

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MOFs负载TiO2纳米管对304SS光生阴极保护研究

MOFs负载TiO2纳米管对304SS光生阴极保护研究

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第十届全国腐蚀大会

作者：池丽凤王秀通郭思瑶于腾王丽菲侯保荣中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛理工大学青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋腐蚀与防护开放工作室

304不锈钢虽然具有较强的耐腐蚀性,但其在复杂的海洋环境中依然受到不同程度的腐蚀。光生阴极保护是一种将光能转换为电能而实现腐蚀防护的新型阴极保护技术。TiO2因其良好的光电性能而在光生阴极保护技术中得到广泛应用。然而TiO2只吸... 详细信息

304不锈钢虽然具有较强的耐腐蚀性,但其在复杂的海洋环境中依然受到不同程度的腐蚀。光生阴极保护是一种将光能转换为电能而实现腐蚀防护的新型阴极保护技术。TiO2因其良好的光电性能而在光生阴极保护技术中得到广泛应用。然而TiO2只吸收紫外光,并且受光照后光生电子-空穴对较易复合。金属有机框架材料（metal–organic frameworks,MOFs）是由金属中心（金属离子或团簇）与有机配体通过配位键自组装形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs因其孔径可调、比表面积大、结构多样可调控、易功能化等特点而在气体贮存与分离、催化、传感器、超级电容器等众多领域受到广泛研究。其中NH2-MIL-125因其具有半导体性质而被应用在光催化领域。受此启发,本研究通过阳极氧化法制备TiO2纳米管,并通过溶剂热法将MOFs材料负载到Ti O2纳米管上,对TiO2纳米管及NH2-MIL-125/TiO2光阳极进行了形貌表征,并用电化学手段对可见光照射下304不锈钢偶联复合光阳极的耐蚀性进行研究。如图1（a、b）所示,SEM表明TiO2纳米管上成功负载六面体状MOFs材料;如图1（c）所示,304不锈钢与纯TiO2和复合光阳极偶联后OCP值分别为-390mV、-720mV,结果证实了钛基MOFs改性后的TiO2光阳极对304不锈钢具有显著的腐蚀防护效果。

关键词：光生阴极保护 MOFs TiO2 不锈钢

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TiO2纳米管阵列膜对钢筋混凝土光生阴极保护作用的研究

TiO2纳米管阵列膜对钢筋混凝土光生阴极保护作用的研究

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中国化学会第27届学术年会

作者：李静云虹林泽泉朱燕峰林成钢杜荣归林昌健厦门大学化学化工学院

＜正＞纳米二氧化钛（TiO2）是一种重要的无机功能材料,近年来,有关TiO2纳米膜的光生阴极电位对金属的阴极保护作用已引起科学家的极大兴趣[1]。本工作采用二次阳极氧化法在纯钛表面制备

关键词： TiO2纳米管钢筋混凝土光生阴极保护

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银/铁酸钴/二氧化钛纳米复合材料构筑及光生阴极保护性能研究

银/铁酸钴/二氧化钛纳米复合材料构筑及光生阴极保护性能研究

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第十届全国腐蚀大会

作者：王宁王静侯保荣贺永鹏舒向泉王耀伟聂成才中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室海洋腐蚀与防护开放实验室山东京博石油化工有限公司中石化胜利建设工程有限公司

二氧化钛具有独特的性质,如化学性能稳定、环境友好、成本低廉等优点,可被应用在光电化学领域。然而,二氧化钛本身存在对太阳光利用率低以及光生空穴—电子对容易发生复合等问题,使得其对金属的保护作用有了很大限制。而做为一种宽禁带... 详细信息

二氧化钛具有独特的性质,如化学性能稳定、环境友好、成本低廉等优点,可被应用在光电化学领域。然而,二氧化钛本身存在对太阳光利用率低以及光生空穴—电子对容易发生复合等问题,使得其对金属的保护作用有了很大限制。而做为一种宽禁带半导体材料,二氧化钛又非常容易进行改性和复合,从而制备出多种新型复合半导体材料。网状纳米二氧化钛比表面积大,制作方法简单,可重复性好,能够容易的负载各种金属、非金属半导体材料,从而制备出新型复合材料。铁酸钴具有强的磁各向异性、大的机械强度以及高的光利用效率。本研究运用水热法、光还原法在网状二氧化钛表面沉积铁酸钴、银纳米粒子,制备了银/铁酸钴/二氧化钛复合纳米材料。通过XRD、XPS对复合材料的组成进行了测试,SEM观察复合材料的表面形貌,电化学以及紫外可见漫反射对复合材料的光生阴极保护性能、光的利用效率进行了测试。实验结果表明:铁酸钴、银纳米粒子成功沉积到网状二氧化钛表面,最佳条件下,相对于饱和甘汞电极电位降到-650 mV,光电流密度达到240 uAcm-2,对304不锈钢提供了非常的阴极保护;复合材料对光吸收强度明显增强,光的吸收范围达到650 nm左右,对光的利用率明显增强。

关键词： 304不锈钢光生阴极保护铁酸钴

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