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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

文摘辑要

正SnO2/TiO2纳米管阵列对304不锈钢的阴极保护效果2目前,就SnO/TiO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TiO纳米管阵列膜,并将其浸渍在不同含量的SnO溶液中,得到了SnO/TiO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SnO/TiO复合纳米管阵列     

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。     

Si-TiO_2膜的制备及其光生阴极保护性能

采用溶胶凝胶法和浸渍提拉法在304不锈钢(304SS)表面制备了Si-TiO_2薄膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)对膜层的形貌和晶型进行了观察,分析了烧结方式、烧结温度、薄膜厚度对Si-TiO_2薄膜性能的影响,并通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、光电化学响应曲线研究了Si-TiO_2薄膜的光电响应特性和光生阴极保护性能。结果表明:在500℃条件下采用逐层烧结方式制备的三层Si-TiO_2薄膜具有最佳的光电性能。掺入Si元素增强了TiO_2薄膜对紫外光的吸收,抑制了光生电子-空穴的复合,从而产生更多的光生电子,增强了对基体材料304SS的保护。Si-TiO_2薄膜在紫外光照射下使304SS的电极电位负移至-650mV(SCE),起到了明显的光生阴极保护作用。     

基于可见光磁性纳米γ-Fe_2O_3/TiO_2纳米管复合光催化剂（英文）

研究了基于可见光的磁性复合光催化剂纳米γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))异质结阵列的制备方法,还研究了磁性复合光催化剂的表面形貌、微观结构、磁性能及其对亚甲基蓝的催化降解活性作用。结果表明,磁性复合光催化剂中的TiO_2纳米管阵列呈高度有序,其直径约55 nm、壁厚约10 nm,沉积在上面的γ-Fe_2O_3颗粒粒径约15 nm。复合光催化剂MHP呈超顺磁性,其超顺磁性来源于γ-Fe_2O_3的小尺寸效应。在可见光的照射下γ-Fe_2O_3/TiO_(2(NT))的光催化性能明显大于Fe_3O_4/TiO_(2(NT))或纯TiO_(2(NT))。γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间的相互作用有利于电荷分离,并将TiO_(2(NT))红移至可见光区。此外,γ-Fe_2O_3和TiO_(2(NT))之间所形成的异质结结构有利于阻止光电子和空穴之间的复合。     

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。     

TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂的制备及光催化性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料,采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe_3O_4载体,进而采用水热法制备出TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对产物进行表征,并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明,Ti O_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能,且催化活性均高于纯Ti O_2。石墨烯由于担当了载体和电子受体,增强了Ti O_2在可见光区域的吸收,能有效提高对目标污染物的光催化降解活性,同时通过添加磁性Fe_3O_4,进一步提高了其回收再利用性。     

TiO_2/多孔g-C_3N_4纳米复合材料制备及性能研究

以硫酸钛为钛源,采用水热法成功制备了TiO_2纳米颗粒均匀负载于多孔g-C3N4表面的复合光催化材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),紫外-可见漫反射(DRS)和荧光光谱(PL)等手段对样品进行表征,并以甲基橙为目标分解物考察了样品的可见光催化活性。结果表明:质子化作用是形成多孔结构的主要原因,且多孔性与Ti(SO4)2浓度高度相关。多孔结构的产生显著提高了复合材料对甲基橙的吸附能力。另一方面,TiO_2在g-C3N4表面原位形核生长,形成纳米结,光生电子-空穴对可通过纳米结有效分离,从而提高复合材料量子效率,增强光催化活性。不过,负载TiO_2后,复合材料的可见光响应特性有所降低。综合来看,当TiO_2与g-C3N4摩尔比为1/3时,所得复合材料光催化活性最强,降解甲基橙的一级反应速率常数为单一g-C3N4的11.1倍。     

纳米TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2涂层耐磨性的影响

采用大气等离子喷涂设备在H13热作模具钢表面制备了不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷复合涂层,并应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了陶瓷复合涂层的微观形貌、物相组成、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷涂层均为层片结构,存在一定的孔隙和裂纹,纳米TiO_2添加可以改善涂层表面质量。XRD图谱显示陶瓷涂层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和Rutile-TiO_2相组成,Al_2O_3再结晶过程中部分α-Al_2O_3转变为γ-Al_2O_3,且再结晶过程发生晶粒细化。涂层显微硬度平均值为1153 HV0.2。纳米TiO_2添加可以降低涂层摩擦因数,但其含量对涂层耐磨性影响不明显。     

纳米SnO_2/聚苯胺/环氧复合涂层的防腐蚀性能

采用原位氧化聚合法合成了不同质量比的纳米SnO2/聚苯胺复合材料,运用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)对材料进行表征,并在304不锈钢表面制备了纳米SnO2/聚苯胺的环氧涂层,利用电化学工作站和浸泡增重试验研究其耐蚀性能。结果表明,纳米SnO2/聚苯胺复合材料的防腐蚀效果优于聚苯胺,且当SnO2在复合材料中的质量分数为4%时,防腐蚀性能最佳。依据不锈钢表面复合涂层的结构,建立合理的等效电路,结合电化学阻抗谱数据,研究了纳米SnO2/聚苯胺/环氧复合涂层耐蚀性增强的机制。     

纳米复合材料CdS/TiO2NTs的制备及光催化产氢活性

通过离子交换和沉淀反应制备纳米复合材料CdS/TiO2NTs.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、漫反射紫外-可见吸收光谱(DRUVAS)、荧光光谱(FES)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该复合材料的结构进行表征.SEM结果表明:钛酸盐纳米管的形成经由TiO2颗粒-片状的钛酸盐-卷曲的钛酸盐纳米管的自组装过程.XRD、DRUVAS、FES和FES结果表明:平均粒度大约 8 nm 的六方相CdS均匀的负载于锐钛矿型TiO2纳米管表面,其吸收边扩展到可见区.与TiO2纳米管及TiO2粉末相比,CdS/TiO2NTs 纳米复合材料展示了较高的可见光催化分解水产氢活性.     

微波协助溶胶-凝胶法制备Ca_2Fe_2O_5及其光催化性能

钙钛矿型复合氧化物Ca_2Fe_2O_5是一种新型的窄带隙半导体光催化材料。以Fe(NO_3)_3×9H_2O、Ca(NO_3)_2×4H_2O、聚乙烯醇和尿素为主要原料,采用微波协助溶胶-凝胶法成功制备了Ca_2Fe_2O_5。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和漫反射谱(DRS)对Ca_2Fe_2O_5进行了表征,并研究了煅烧温度对Ca2Fe_2O_5光催化性能的影响。结果表明:700~1000℃煅烧都能得到Ca2Fe2O5;其中,800℃煅烧得到的Ca_2Fe_2O_5光催化性能最佳,其粒径为80~100nm,带隙吸收边波长为548nm,对应带隙宽度为2.3eV;在可见光条件下,800℃煅烧得到的纳米Ca2Fe2O5对模拟污水甲基橙表现出了优良的光催化降解性能。微波协助溶胶-凝胶法制备的Ca_2Fe_2O_5光催化活性明显优于单一溶胶-凝胶法制备的Ca2Fe2O5,是一种在污水处理方面具有应用前景的可见光催化剂。     

柠檬酸络合sol-gel法原位合成rGO-La~(3+)/TiO_2及其光催化性能

首先采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后用柠檬酸络合溶胶-凝胶法原位合成GO-La~(3+)/TiO_2,再经硼氪化钠还原得到石墨烯-La~(3+)/TiO_2(rG0-La~(3+)/TiO_2)复合材料;利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对其进行表征分析。研究了GO加入量对复合材料光催化效率的影响及复合光催化剂投入量对甲基橙降解率的影响。结果表明:柠檬酸络合法可以有效改善纳米La~(3+)/TiO_2在rGO表面的分散情况;rG0-La~(3+)/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于La~(3+)/TiO_2,GO加入量对复合材料光催化性能影响很大;降解甲基橙时,复合光催化剂最佳投入量为0.10g。     

纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料的制备及非均相Fenton催化降解亚甲基蓝性能研究

采用等体积浸渍法设计制备纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构非均相Fenton催化材料,并测试其对亚甲基蓝的降解性能。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、小角X射线衍射(SAXRD)和氮气吸附脱附等方法表征其粒子尺寸、介孔有序性、比表面积及孔径分布等。结果表明,介孔KIT-6孔道内均匀分布着纳米尺寸的Fe_2O_3粒子,10%铁含量(质量分数)的纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料具有最优的Fenton催化降解性能。这是因为适量的纳米Fe_2O_3负载使催化材料具有较大的比表面积和较多活性位点的同时具有一定的催化介质传质通道,同时减少纯纳米粒子在催化过程中的团聚,从而最终提高催化剂的Fenton催化降解性能。     

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。