ni、s单掺杂及共掺杂tio2薄膜的制备及光生阴极保护性能研究

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1、Ni、S单掺杂及共掺杂TiO2薄膜的制备及光生阴极保护性能研究奎痙莹刘煙奎庆违黄秋梅张淑芬广西电磁化学功能物质重点实验室桂林理工大学化学与生物工程学院将离子掺杂TiO2涂层方法和耦合另外一种具有电子储存能力的半导体氧化物方法相结合，在碳钢/Ni-P-SriO2、碳钢面制备Ni、S掺杂TiO2涂层，在可见光条件下，对碳钢进行光生阴极保护作用的研究。首先在不锈钢基体上制备不同摩尔比的Ni、S掺杂及其共掺杂薄膜，通过光电测试，最佳提拉层数为3层、Ni、S最佳掺杂摩尔比分别是0.001，0.005。在此基础上，利用镀膜提拉技

2、术，在碳钢/Ni-P-SnO2、碳钢/Ni-PW03表面制备Ni、S掺杂Ti02涂层，并对其进行SEM、XRD等表征，研究其对碳钢光生阴极保护作用，结果发现Ni、S最佳掺杂摩尔比及其最佳Ni、S共掺杂摩尔比呈现了最好的光生阴极保护性能。关键词：光生阴极保护;TiO2;溶胶凝胶法;掺杂薄膜;碳钢;基金：国家自然科学基金资助项目(21266006)PreparationofNi，SsingledopedandcodopedTi02thinfilmsandstudyontheprotectivepropertiesofth

3、ephotocathodeLIHaiyingLIUZhengLIQingweiHUANGQiumeiZHANGShufenGuangxiKeyLaboratoryofElectrochemicalandMagneto—chemicalFunctionalMaterials;Abstract：TheiondopedTiO2coatingmethodiscombinedwithanothersemiconductoroxidemethodwithelectronicstoragecapacitytomakeNiand/o

4、rSelopedTiO2coatingsoncarbonsteel/Ni-P-SnO2andcarbonsteel/Ni-P-WO3surface.Underthevisiblelight,thephotocathodeprotectiveeffectoftheas-madecoatingsonthecarbonsteelwasstudied.Firstly,NiorSsingledopedandNi-Sco-dopedfilmswithdifferentmolarratioswerepreparedonstainl

5、esssteelsubstrate.TheXRDanalysisandphotoelectrictesthaverevealedthattheoptimumsinteringtemperaturewas400°C,theoptimumnumberoflayerswas3,andthebestmolarratiosofNiandSdopingwere0.001and0.005.NiandSdopedTi02coatingswerealsopreparedonthesurfaceofcarbonsteel/NiP-Sn0

6、2andcarbonsteel/Ni-P-WO3byfilmcoatingtechnique.SemiconductorSn02(W03)withelectronstoragecapacitywasintroduced,andtheprotectiveeffectwasstudiedbySEMandXRD.IthasbeenfoundthatthebestdopingmolarratioofNiandSandthebestco-dopingmolarratioofNi-Sshowedthebestphotocatho

7、deprotectioncapability.Keyword：photocathodeprotection;Ti02;sol-gelmethod;dopedfilms;carbonsteel;0引言近年来，金属材料腐蚀问题日益严重，遍及各个领域UL半导体光生阴极保护技术成为国内外金属防腐蚀技术研宄的前沿领域之一1^1。与其它半导体相比，纳米tw2在光照条件下产生阴极保护效果，这种阴极保护是非牺牲性的，可以克服牺牲性阴极保护的时效问题uai。no:光生阴极保护技术已成为防腐蚀领域研宄的一大热点［5-12］。半导体Ti0

8、2虽然具有良好的光生阴极保护性能，但1^02属于宽禁带半导体化合物，可见光利用率低，只能吸收波长＜387nm的紫外光，且当TiO2受光激发后，电子空穴对存在时间短，光转化效率较低［13-14］。为了提高no2的光利用率和拓宽其光谱响应范围，科学工作者做了大量的研究工作，采用的方法主要有：(1)有机染料敏化纳米TiCV薄膜mi;(2)向TiO/凃