W改性TiO2涂層的光電化學(xué)防腐蝕研究.pdf

1、TiO2具有無(wú)毒、無(wú)害、穩(wěn)定性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此一直備受研究者的青睞。自從日本科學(xué)家Tsujikawa發(fā)現(xiàn)TiO2在不銹鋼表面具有光陰極保護(hù)的作用，更是直接叩開(kāi)了TiO2作為光陰極保護(hù)的大門(mén)。光陰極保護(hù)具有不犧牲耗材的優(yōu)點(diǎn)。然而TiO2的光電轉(zhuǎn)換效率偏低，且TiO2在無(wú)光條件下不能繼續(xù)對(duì)金屬進(jìn)行光陰極保護(hù)，而且TiO2光陰極保護(hù)應(yīng)用偏窄，主要應(yīng)用在碳鋼、銅和不銹鋼等金屬上，限制TiO2的廣泛應(yīng)用的原因是 TiO2的費(fèi)米能級(jí)偏低。通過(guò)相關(guān)文

2、獻(xiàn)報(bào)道理論計(jì)算 W摻雜TiO2能提高TiO2的費(fèi)米能級(jí)，但未從實(shí)驗(yàn)的角度進(jìn)行驗(yàn)證。本文通過(guò)W摻雜TiO2對(duì)其費(fèi)米能級(jí)的影響進(jìn)行了研究。首先在純鈦表面進(jìn)行WO3/TiO2疊層、WO3-TiO2混合涂層、W-TiO2涂層的光電化學(xué)響應(yīng)研究，然后通過(guò)第一性原理對(duì)W摻雜TiO2的費(fèi)米能級(jí)的影響進(jìn)行了理論計(jì)算，最后在純鎂表面進(jìn)行W-TiO2涂層的光電化學(xué)響應(yīng)研究。主要研究結(jié)果如下：
　?、偻ㄟ^(guò)對(duì)純鈦表面進(jìn)行WO3/TiO2疊層、WO3-Ti

3、O2混合涂層、W-TiO2涂層的光電化學(xué)響應(yīng)研究進(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳參數(shù)為：
　　1）WO3/TiO2疊層：WO3涂層的層數(shù)為9層，TiO2涂層的層數(shù)為6層，WO3溶膠的濃度為7wt％，WO3的熱處理溫度為500℃。
　　2）WO3-TiO2混合涂層：WO3：TiO2為1:100（摩爾比），熱處理溫度為400℃，膜層厚度為3層，TiO2濃度為1.5wt%。
　　3）W-TiO2涂層：W摻雜量為7at%，熱處理溫度為30

4、0℃，TiO2濃度為1.5wt%，膜層厚度為9層。
　?、谕ㄟ^(guò)Mott-Schottky曲線擬合W摻雜TiO2，以及W-TiO2隨熱處理溫度的變化的關(guān)系。
　　1）W摻雜TiO2的確能提高TiO2的費(fèi)米能級(jí)，且W摻雜量為7at%時(shí)，費(fèi)米能級(jí)提高最大。通過(guò)第一性原理模擬后發(fā)現(xiàn)，W摻雜提高TiO2費(fèi)米能級(jí)的原因是W的5d軌道與Ti的3d雜化，從而提高TiO2的費(fèi)米能級(jí)。
　　2）熱處理溫度為400℃時(shí)，W-TiO2的費(fèi)米能