TiO 2 的制备及表面修饰工艺对其光电化学阴极保护性能的影响

发布时间：2021-11-26 18:53

　　采用连续离子层吸附反应法在TiO₂表面沉积Co（OH）₂,并将Co（OH）₂热处理转化为CoO_x的表面修饰方法制备高性能Co（OH）₂/CoO_x协同修饰TiO₂纳米管光阳极材料。通过探讨Co（OH）₂修饰次数、热处理温度以及保温时间,确定光阳极最佳性能的制备工艺条件,从光催化原理出发,阐明Co（OH）₂/CoO_x修饰提高光电性能机理。 

【文章来源】：中国腐蚀与防护学报. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

样品制备工艺参数选择流程图

获得了Ti片阳极氧化后在不同的热处理温度下的TiO2材料(压力为103 kPa的空气气氛中，热处理温度分别为400、450、500、550和600℃，恒温1 h热处理)，将制得的材料分为两组，一组直接进行实验，另一组则进行了Co(OH)2表面修饰处理，沉积次数均为5次。研究了两组材料分别在3.5%NaCl溶液中光照下的开路电位和保护电流密度可达到的平均值，如图3和4。工作电极在光照下可达到的最大保护电位结果如图3a和b所示，总结如图3c所示，图中虚线位置为304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位(-0.17 V)，即光照下所测得的电位在-0.17 V之下时，TiO2材料才可对304不锈钢提供光电化学保护。结果表明，光照下保护电位随着热处理温度的升高先下降后上升，在温度为500℃且Co(OH)2修饰的条件下，电位达到最负值(-0.42 V)，其光电化学保护性能最佳。

工作电极在光照下可达到的最大保护电位结果如图3a和b所示，总结如图3c所示，图中虚线位置为304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位(-0.17 V)，即光照下所测得的电位在-0.17 V之下时，TiO2材料才可对304不锈钢提供光电化学保护。结果表明，光照下保护电位随着热处理温度的升高先下降后上升，在温度为500℃且Co(OH)2修饰的条件下，电位达到最负值(-0.42 V)，其光电化学保护性能最佳。同时获得了在该条件下对应的保护电流密度随时间的变化(图4a和b)，结果总结如图4c所示，虚线位置为304不锈钢在3.5%NaCl溶液中所需的最小保护电流密度(15μA/cm2)[46]，即光照下TiO2材料的保护电流密度需达到15μA/cm2。结果显示，5种热处理温度条件下，无修饰的Ti O2材料均不能达到304不锈钢的最小保护电流密度；Co(OH)2修饰的条件下，TiO2热处理温度在450、500和550℃时，其第一光照周期的保护电流密度可达到15μA/cm2以上，但仅500℃热处理温度下制备的Co(OH)2修饰的TiO2纳米管的保护电流密度可稳定保持在38μA/cm2。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光致阴极保护研究进展[J]. 张菁,刘峥.  腐蚀与防护. 2015(03)



本文编号：3520733