TiO-,2-的光電化學穩定性及對金屬的光電化學防腐蝕研究.pdf

1、近年來,除了在光電轉換以及污染物降解處理等方面的應用外,半導體光催化劑的光電化學防腐蝕特性也逐漸引起研究者的興趣。在半導體光催化劑對金屬的光電化學防腐蝕保護過程中,需要的激發能量可取自于太陽能,且半導體光陽極本身并不犧牲,理論上具有很長的使用壽命和潛在的應用前景。目前金屬的光電化學防腐蝕研究還處于探索階段,陽極材料大多為寬禁帶半導體如TiO2,陰極材料主要局限于腐蝕電位比較正的不銹鋼和銅等金屬。主要研究半導體光催化劑對不銹鋼和銅等金屬的

2、光致陰極保護的可行性,但對光致陰極保護的長效性尤其是光陽極的光電化學穩定性研究較少。 論文首先應用電化學阻抗譜和穩態方法分別考察了不同方法制備的TiO2光陽極反應動力學。結果表明銳鈦礦和金紅石混晶納米多孔電極P25(德國,Degussa)和銳鈦礦溶膠-凝膠納米多孔電極SG的光電響應大于熱氧化金紅石塊狀電極TO和金紅石納米多孔電極RU。外加陽極偏壓不僅降落在空間電荷層以抑制光生載流子復合,而且部分降落在Helmholtz層,即產生

3、費米能級釘扎,并提高電荷轉移速率常數,SG和P25電極費米能級釘扎程度比TO明顯。 其次研究了上述TiO2光陽極的光電化學穩定性能、失活原因和再生途徑。結果表明,SG、P25和TO三種電極在酸性和中性中比較穩定；在堿性中較差。電極光電化學穩定性順序為:SG