TiO2-ZnO復(fù)合薄膜的制備及其光生陰極保護(hù)性能研究.pdf

1、近年來(lái),TiO2薄膜的光生陰極保護(hù)性能因其使用壽命長(zhǎng)、不消耗電能、允許膜中存在少量缺陷等優(yōu)點(diǎn)引起了科學(xué)家極大的興趣。然而TiO2只能吸收紫外光,對(duì)太陽(yáng)光利用率低;光生電子-空穴對(duì)極易復(fù)合,光量子效率低。為了解決上述兩大問(wèn)題,本文將TiO2與ZnO進(jìn)行復(fù)合,利用二者能帶的耦合作用以及ZnO高的電子遷移率來(lái)提高其光陰極保護(hù)性能。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　采用溶膠-凝膠法和熱處理技術(shù)在304不銹鋼表面制備了不同復(fù)合方式的納米TiO2

2、/ZnO復(fù)合薄膜,用XRD、SEM、UV-Vis分光光度計(jì)對(duì)復(fù)合薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌以及光吸收特性進(jìn)行了分析表征,并采用電化學(xué)分析手段研究了復(fù)合方式和煅燒溫度對(duì)復(fù)合薄膜光電性能的影響。為了避免TiO2和ZnO在煅燒晶化過(guò)程中的相互干擾,利用溶膠-凝膠技術(shù),采用分層涂覆和分步熱處理工藝制備了復(fù)合薄膜。研究表明,當(dāng)?shù)讓覼nO薄膜和表層TiO2薄膜分別在450℃和500℃熱處理后制備的復(fù)合薄膜具有最佳的光電性能。同時(shí),利用動(dòng)電位極化和交流

3、阻抗技術(shù)研究了TiO2/ZnO復(fù)合薄膜在3.0％NaCl溶液中對(duì)304不銹鋼的防腐蝕效果。研究發(fā)現(xiàn),在暗態(tài)下復(fù)合薄膜阻止了腐蝕介質(zhì)和金屬基體的接觸,起到涂層保護(hù)的作用。而在光照下,TiO2/ZnO復(fù)合薄膜表現(xiàn)出優(yōu)于單一TiO2薄膜的光陰極保護(hù)效果。
　　通過(guò)簡(jiǎn)化制備工藝流程,在304不銹鋼表面制備了TiO2(P25)/ZnO復(fù)合薄膜,考察了Ti/Zn摩爾比以及熱處理溫度對(duì)復(fù)合薄膜光電性能的影響。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,Ti/Zn摩爾比