多元异质结CdS/PbS/TiO2的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究

采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管,通过超声辅助连续离子沉淀法对TiO₂纳米管进行CdS/PbS共复合修饰改性。应用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM) 及其配套的能谱分析 (EDS) 对CdS/PbS/TiO₂的晶型特征、表面形貌及元素分布进行表征;利用电化学分析方法研究了复合次序对CdS/PbS/TiO₂的光电性能影响,考察了CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢的阴极保护性能。结果表明:成功制备了晶型特征和表面形貌良好的CdS/PbS/TiO₂多元异质结;先复合9次PbS、再复合15次CdS的TiO₂纳米管具有更加优良的光电性能;光照下CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢光生阴极保护性能显著优于单一PbS复合的TiO₂和纯TiO₂;在暗态下CdS/PbS/TiO₂复合材料储能效果良好,可延长对304不锈钢的阴极保护作用。     

Bi2S3/CdS/TiO2纳米复合材料的制备及对304不锈钢的光生阴极保护性能研究

通过超声辅助连续离子层吸附和反应法在TiO₂纳米管上负载CdS和Bi₂S₃,通过SEM、XRD、XPS等手段对材料的形貌、结构、元素组成和价态进行表征,在模拟太阳光下,系统研究TiO₂纳米复合材料的电化学性能。结果表明,负载CdS和Bi₂S₃的TiO₂纳米复合材料的光吸收范围扩展到可见光区,载流子的复合率也大大降低,光电流密度提升至850μA·cm^-2,是改性前的3.4倍;将其与304不锈钢耦合后,电位降至-0.99 V,比改性前的耦合电位低约70 mV,可以进一步提升对304不锈钢的光生阴极保护效果。     

ZIF-8/TiO2纳米复合材料的制备及光生阴极保护性能

采用逐步生长法在TiO₂纳米管阵列上负载ZIF-8纳米颗粒制得ZIF-8/TiO₂纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis DRS等手段对材料的结构、形貌和光响应进行表征,并在开/闭可见光下对材料进行光电化学测试。结果表明,ZIF-8/TiO₂纳米复合材料光吸收扩展到可见光区;将其作为光阳极与304不锈钢耦合后,光照条件下阴极保护电位可降至-0.92 V,比Ti O₂纳米管阵列降低约180 mV,且在较长时间内可对304不锈钢表现出优异的光生阴极保护性能。     

SnO2/TiO2纳米管阵列对304不锈钢的阴极保护效果

目前,就SnO2/TiO2复合薄膜对不锈钢的光生阴极保护效果的研究有待深入。以两步阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列膜,并将其浸渍在不同浓度的SnO2溶液中,得到了SnO2/TiO2复合纳米管阵列材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)研究了其表面形貌、晶型,用电化学方法研究了SnO2/TiO2复合纳米管阵列对304不锈钢的光生阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:TiO2纳米管排列规整,孔径约80~150 nm;以0.5 mol/L SnO2溶胶制备的SnO2/TiO2半导体供给外电路的电子数最高;在紫外光照1 h时,TiO2和SnO2/TiO2均对304不锈钢有一定的光生阴极保护作用;闭光后SnO2/TiO2光生电极在较长时间内维持较低电位,低于其在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位,延时阴极保护作用可以达到8.5 h。     

复合电解液中TiO2纳米管阵列的制备及光生阴极保护性能

采用二次阳极氧化法在3种不同的含氟电解质 (F^-、BF₄^-、F^--BF₄^-) 中制备了 TiO₂纳米管阵列。通过SEM、XRD、UV-vis DRS、PL 等手段对所制备的 TiO₂纳米管阵列形貌、结构、光响应能力以及光生载流子分离效率进行对比研究,同时在开闭可见光条件下进行光电化学性能测试。结果显示,用含NH₄F、NH₄BF₄和H₂O 的乙二醇复合电解液制备的TiO₂纳米管阵列相比于传统单种含氟电解液,具有更规整的结构,光吸收更强,光生载流子分离效率更高,对304不锈钢具有更好的光生阴极保护作用。     

磁控溅射和退火制备ZnO/SiO2复合薄膜

采用射频磁控溅射和退火处理的方法在单晶硅衬底上制备了ZnO/SiO2复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和接触角测量等测试手段研究溅射气压、溅射功率、氧氩比和退火温度等对复合薄膜成分组成、组织结构及润湿性能的影响。研究表明,复合薄膜中主要有ZnO、SiO2、Zn2SiO4 3种物相,且分别以六方纤锌矿结构、无定形态和硅锌矿型等形式存在。随着溅射和退火工艺的改变,复合薄膜的接触角在41°～146°间变化,组织形态由颗粒状向纳米竹叶状变化。溅射气压0.5 Pa,溅射功率120 W,氧氩比(O2∶Ar)为0∶30,退火温度为700℃的条件下获得具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米组织,该组织呈现出竹叶状,在薄膜表面交错排列形成了无序多空隙的微观形貌,使复合薄膜具有超疏水性,接触角为146°。     

TiO2的微观形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响研究

通过控制水热反应过程中的钛酸四丁酯的浓度,有效调控了TiO₂光电极的形貌,同时研究了形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响。实验结果表明,钛酸四丁酯的加入量为1.25mL时,TiO₂-2具有最大的光致电位降和光致电流密度,表明其对316L不锈钢具有最优的光电化学阴极保护性,电化学阻抗谱的结果表明,载流子的迁移能力的提升是其光电化学阴极保护性能提升的主要原因。     

Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的制备及其性能

为了降解环境污染物,通过磁控溅射的方法在玻璃基底上溅射沉积Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(UV-vis)和光致发光光谱仪(PL)对复合薄膜的表面形貌和光学性能进行分析。通过可见光下对甲基橙溶液的光催化降解试验研究了薄膜的光催化活性。结果表明:Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜共有3层,从下到上依次为Pt层、锐钛矿型TiO2层和Cu2O层。薄膜表面平整致密,由形状规则的球形颗粒组成。Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的光催化活性高于Cu2O/TiO2复合薄膜的和纯TiO2薄膜的光催化活性。光催化活性的提高是由于Pt层的存在进一步抑制了光生电子与空穴的复合,延长了光生载流子的寿命,提高了量子产率,进而有效地改善了薄膜的光催化活性。     

NH4F-(NH4)2SO4复合电解液中制备莲藕状TiO2纳米管阵列及光生阴极保护性能研究

采用二次阳极氧化法在NH₄F-(NH₄)₂SO₄复合电解液中制备近似莲藕状TiO₂纳米管阵列(TNTAs)。通过XRD、SEM、PL(光致发光光谱)等手段研究了不同阳极氧化电压下制备的TNTAs的结构、形貌以及光生载流子的分离率。同时,在模拟太阳光下,通过测试光生电流密度评估其光电化学性能,通过测试开路电位、Tafel极化电位和EIS拟合曲线评估对304SS的阴极保护效果。结果显示,当阳极氧化电压为25 V时,TNTAs莲藕状清晰,规整度较高,光生载流子分离率高,光生电流密度达到最高值为309.2μA·cm^-2,开路电位达到最低值-0.986 V(vs.Ag/AgCl)时,对304SS的阴极保护效果较好。     

纳米CdTe/TiO2复合材料对304不锈钢的光生阴极保护行为

目的研究纳米CdTe/TiO_2复合材料对304不锈钢的光生阴极保护行为。方法采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管,通过循环伏安沉积法在纳米管上进行CdTe修饰。应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法对比纯TiO_2与CdTe/TiO_2的表面形貌与晶相特征。结合开路电位(OCP)、光电流密度-时间曲线(J-t)、Tafel极化曲线等电化学方法,研究复合材料的光电转化性能及其对304不锈钢的阴极保护行为。结果在光照条件下,耦连CdTe/TiO_2复合材料的304不锈钢的开路电位从初始的-190mV负移至-730mV,光电流密度可达0.15mA/cm~2,闭光后,开路电位上升至-350mV,仍然具有保护作用,说明制备的纳米CdTe/TiO_2复合材料具有储存电子的能力。结论在可见光照射下,与纯二氧化钛相比,制备的CdTe/TiO_2复合材料对304不锈钢的阴极保护性能显著提高,且在闭光状态下仍能维持对不锈钢的保护,对不锈钢起到一定的延时保护效果。     

不锈钢表面TiO2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其性能

通过溶胶-凝胶法在316L不锈钢表面制备TiO2薄膜.研究发现,经500℃热处理1h的TiO2主要由锐钛矿相构成,随着热处理温度的提高,锐钛矿相逐渐转变为金红石相.降解结晶紫水溶液和对水的接触角结果测试表明,随着涂膜次数的增加,TiO2薄膜的光催化性和亲水性都有一定的提高.电化学腐蚀测试说明,表面涂有TiO2薄膜的316L不锈钢的耐腐蚀性提高,薄膜对基体起到了一定的保护作用.     

304不锈钢表面Ni-Al2O3复合镀层制备及性能研究

采用复合电沉积法在304奥氏体不锈钢表面制备Ni-Al₂O₃纳米镀层. 研究了Al₂O₃颗粒在复合镀层中的分布情况, 确定了镀液中颗粒的最佳加入量、最佳电流强度和最佳搅拌速度. 用扫描电镜和能谱仪、X射线衍射仪等设备鉴定镀层显微组织与组成. 结果表明, Ni-Al₂O₃纳米复合镀层均匀、致密、晶粒细小; 复合镀层结合强度、耐腐蚀性能优良, 抗高温氧化性能优于纯镍镀层.     

CdSe-TiO2复合材料对304不锈钢的光生阴极保护性能

采用电化学二次阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管,采用动电位沉积法在纳米管上进行CdSe沉积;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法来观察复合材料的表面形貌与晶相特征.采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)、Tafel极化曲线等电化学方法来研究其光电转化性能及其对304不锈钢的阴极保护效果.结果表明,可见光照射下,304不锈钢的开路电位从-190 mV(SCE)降至约-500 mV(SCE),闭光后,电极电位缓慢上升至约-250 mV(SCE),说明暗态下材料仍能维持对不锈钢的保护作用.在可见光范围内,与纯二氧化钛相比,制备的CdSe-TiO2复合材料对304不锈钢的阴极保护性能显著提高.     

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。     

TiNi/ZnO复合智能薄膜的制备及性能研究

使用射频磁控溅射法在石英衬底上制备quartz/ZnO/TiNi及quartz/TiNi/ZnO复合薄膜结构,利用XRD、SEM划痕仪等测试方法研究了复合薄膜的相结构、微观组织、力学性能。利用DMA分别研究了quartz/TiNi与quartz/ZnO/TiNi复合结构的阻尼性能随振动频率及振幅的变化规律。结果表明,前者频率响应范围在10 Hz以内,后者响应范围达到20 Hz;前者的临界外加激振电压仅为0.6 V,后者的临界外加激振电压达到1.0 V。阻尼性能测试表明,quartz/ZnO/TiNi复合结构的阻尼性能优于quartz/TiNi复合结构。由划痕仪测得两种复合薄膜结构与基体的临界结合力分别为45.75和40.15 N     

磁控溅射法制备TiN/TiO2周期薄膜

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)衬底上制备了不同周期数的TiN/TiO2周期薄膜。采用X射线衍射分析仪分析了薄膜的物相结构、原子力显微镜表征了薄膜的表面微观形貌,采用光催化降解甲基橙溶液来评价薄膜光催化性能。结果表明:所制备的TiN/TiO2周期薄膜结晶良好,薄膜由TiO2和TiN两种物相组成,TiO2均属于锐钛矿型。薄膜表面均匀致密,随着周期数的增加,薄膜表面粗糙度增加,1周期薄膜表面粗糙度(Ra)为1.652nm,5周期则为4.339nm,1周期薄膜均方根粗糙度(Rms)为2.138nm,5周期达5.738nm。薄膜具有显著的光催化性能,随着周期数的增加,TiN/TiO2薄膜的光催化性能逐渐增强,5周期薄膜对甲基橙溶液的降解率达到74%。结晶良好、表面均匀致密的具有光催化性能的TiN/TiO2周期薄膜的制备,为高质量TiN/TiO2周期薄膜的制备提供了参考。     

304不锈钢表面制备Ni-P-B复合镀层

采用化学镀法在304不锈钢表面制备了Ni-P-B复合镀层,研究了该镀层在250、300、350、400、450℃处理后的硬度和耐腐蚀性;对镀层的形貌、元素含量进行了分析;对该镀层在硫酸中的腐蚀机理进行了讨论.结果表明,在350℃处理1h的Ni-P-B具有最佳硬度;在250℃热处理的具有最低腐蚀速率.     

CdSe/石墨烯/TiO_2纳米管复合膜的制备及其对金属的保护性能

采用循环伏安沉积法在TiO2纳米管表面构筑了石墨烯和CdSe,其中TiO2纳米管是由阳极氧化法制备而成。通过扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等测试方法观察了复合膜的表面形貌、晶型和光响应特征;通过测试可见光照射前后电极的开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)等研究了复合膜对304不锈钢的阴极保护效果。结果表明,锐钛矿相的TiO2纳米管阵列膜排列紧密,孔径约为30~60nm;石墨烯和立方晶相的CdSe均匀地覆盖在TiO2膜表面,在纳米管口与管壁均有分布;可见光照射下,与复合膜耦合的304不锈钢的电位可以从-180mV降至-900mV(SCE),与纯TiO2相比,电位更负。另外,切断电源后,复合膜能够对不锈钢起到延时保护作用并达到12h以上,这说明复合膜能够有效地解决暗态下TiO2光生电子空穴对易复合的问题,改进TiO2对304不锈钢的光生阴极保护效果。     

(Ni-P)/（TiO2/ZnO）复合涂层的制备及其在天然海水中的耐蚀性

采用化学镀和溶胶-凝胶技术在碳钢表面制备了(Ni-P)/(TiO2/ZnO)复合涂层。采用光学显微镜、扫面电镜观察涂层表面形貌;采用能谱及X射线衍射技术分析涂层的成分和相组成;采用电化学极化曲线及阻抗谱评价涂层在天然海水中的耐蚀性。结果表明,(Ni-P)/(TiO2/ZnO)复合涂层较之Ni-P涂层具有更好的耐海水腐蚀性能;在Ni-P涂层表面直接制备TiO2/ZnO复合薄膜并进行350℃热处理所获得的复合涂层具有最优的耐天然海水腐蚀性能。     

TiNi合金表面TiO2薄膜的制备及光充电性能

采用热氧化方法在TiNi合金表面制备了TiO2薄膜，并考察了TiO2／TiNi电极在KOH溶液中的光电化学性能。结果表明，TiNi贮氢合金表面形成的TiO2薄膜为金红石型，结晶度随氧化温度升高逐渐增大；TiO2薄膜结构、光电流和界面阻抗之间存在良好的相关性，700℃制备的TiO2薄膜光响应电流最大，电极阻抗谱与镍氢电池体系合金负极阻抗特征相似，高频区半圆对应于吸附氢的形成，而低频区Warburg线性关系则反映了氢在电极中的固态扩散过程；在光照射下具有特殊的光充电贮氢性能，放电容量从暗态时的5mAh／g提高至光照时的15mAh／g，对光充电反应机理作了初步分析。