论文摘要
近年来,除了在光电转换以及污染物降解处理等方面的应用外,半导体光催化剂的光电化学防腐蚀特性也逐渐引起研究者的兴趣。在半导体光催化剂对金属的光电化学防腐蚀保护过程中,需要的激发能量可取自于太阳能,且半导体光阳极本身并不牺牲,理论上具有很长的使用寿命和潜在的应用前景。目前金属的光电化学防腐蚀研究还处于探索阶段,阳极材料大多为宽禁带半导体如TiO2,阴极材料主要局限于腐蚀电位比较正的不锈钢和铜等金属。主要研究半导体光催化剂对不锈钢和铜等金属的光致阴极保护的可行性,但对光致阴极保护的长效性尤其是光阳极的光电化学稳定性研究较少。论文首先应用电化学阻抗谱和稳态方法分别考察了不同方法制备的TiO2光阳极反应动力学。结果表明锐钛矿和金红石混晶纳米多孔电极P25（德国,Degussa）和锐钛矿溶胶-凝胶纳米多孔电极SG的光电响应大于热氧化金红石块状电极TO和金红石纳米多孔电极RU。外加阳极偏压不仅降落在空间电荷层以抑制光生载流子复合,而且部分降落在Helmholtz层,即产生费米能级钉扎,并提高电荷转移速率常数,SG和P25电极费米能级钉扎程度比TO明显。其次研究了上述TiO2光阳极的光电化学稳定性能、失活原因和再生途径。结果表明,SG、P25和TO三种电极在酸性和中性中比较稳定;在碱性中较差。电极光电化学稳定性顺序为:SG＜P25＜TO。SG电极光电化学不稳定性是可逆的,酸洗可以使其完全再生,为金属的长效光电化学防腐蚀提供了一条途径。最后考察了溶胶一凝胶TiO2光阳极SG对碳钢、不锈钢等金属的光电化学防腐蚀效果。结果表明,阳极槽电解质溶液为含不同甲醇浓度的0.5 mol dm-3Na2SO4+0.1 mol dm-3NaOH,在5 mol dm-3的NaCl中,500 W氙灯作为激发光源,SG光阳极可以实现对碳钢和不锈钢等金属的光致阴极保护作用,但防护效果随时间延长逐渐下降;在酸性、中性及纯水中都不同程度地加速了碳钢的腐蚀并对其原因进行了探讨。
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摘要Abstract第一章 绪论1、前言2半导体光催化反应基本原理'>2、TiO2半导体光催化反应基本原理2的晶型和能带结构'>2.1、TiO2的晶型和能带结构2的光催化机理'>2.2、TiO2的光催化机理2光催化活性的影响因素'>2.3、TiO2光催化活性的影响因素2光催化活性的途径'>2.4、提高TiO2光催化活性的途径2的光电化学稳定性研究现状'>3、TiO2的光电化学稳定性研究现状4、半导体的光电化学防腐蚀研究现状4.1、基本原理4.2、影响光电化学防腐蚀的因素5、论文选题的目的、意义和研究内容5.1、目的和意义5.2、研究内容参考文献第二章 研究方法1、化学试剂和实验仪器2、测试方法2.1、电极制备及表征2.2、光电化学测试方法2.3、铁离子浓度分析参考文献2光阳极反应动力学研究'>第三章 TiO2光阳极反应动力学研究1、引言2、研究方法3、结果与讨论3.1、线性扫描伏安2电极的电化学阻抗谱比较'>3.2、三种TiO2电极的电化学阻抗谱比较2电极阻抗数据处理'>3.3、三种TiO2电极阻抗数据处理4、本章小结参考文献2光电化学稳定性研究'>第四章 TiO2光电化学稳定性研究1、引言2、实验方法3、结果与讨论3.1、光电化学稳定性测试2光电化学不稳定性的原因及再生途径'>3.2、TiO2光电化学不稳定性的原因及再生途径4、本章小结参考文献2光电化学保护碳钢和不锈钢等金属'>第五章 TiO2光电化学保护碳钢和不锈钢等金属1、引言2、研究方法2.1、电极的制备2.2、测试条件3、结果及讨论3.1、短路电流的影响因素3.2、影响碳钢腐蚀的因素3.3、几种金属的光电化学防腐蚀比较4、本章小结参考文献第六章 总结与展望1、总结2、进一步工作展望致谢附录:硕士期间完成和参与完成的论文
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标签：光电化学论文; 稳定性论文; 光电化学防腐蚀论文; 碳钢论文; 不锈钢论文;
TiO2的光电化学稳定性及对金属的光电化学防腐蚀研究
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