[发明专利]用于光生阴极保护的Ag/SnO2/TiO2复合膜光阳极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合膜光阳极，尤其是涉及一种用于光生阴极保护的Ag/SnO₂/TiO₂复合膜光阳极的制备方法。

背景技术

TiO₂是一种重要的多功能无机半导体材料，在气敏元件、污染物降解、太阳能制氢和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。近年来，Li等将光照下的TiO₂薄膜通过导线与金属连接，其产生的光生电子通过导线转移到金属表面，使金属的电极电位降低，可以对金属起到阴极保护的作用（Li H Y,Bai X D,et al.,Fabrication of titania nanotubes as cathode protection for stainless steel,Electrochemical and Solid-state Letters,2006,9：B28-B31），因而TiO₂薄膜的制备和其在金属腐蚀控制中的应用引起了腐蚀研究者的高度关注。但是，由于TiO₂禁带较宽（3.2eV），只能吸收波长小于387nm的紫外光，而不能有效地吸收可见光，所以它对太阳光的利用率较低。另外，光生电子-空穴对在光照转为暗态时复合速度快，会使光生阴极保护作用难以维持。

为了提高TiO₂对太阳光的利用率，使其吸收范围扩展到可见光区，可采取多种方法对其改性，如金属或者非金属掺杂、复合半导体或表面光敏化等。其中，Ag/TiO₂复合膜由于Ag纳米颗粒易产生等离子体共振效应，可以使TiO₂的吸收范围扩展到可见光区。另外，Zhou等采用溶胶-凝胶法制备的半导体SnO₂作为电子储存材料与TiO₂组成复合膜，使其在光照转为暗态时也能维持一定的特殊作用（Zhou M J,Zeng Z O,et al.,Energy storage ability and anti-corrosion protection properties of TiO₂-SnO₂system,Materials and Corrosion,2010,61：324-327）。如将Ag和SnO₂协同应用于制备TiO₂复合膜有可能获得良好的光电转化性能，作为光阳极的复合膜可能产生优良的光生阴极保护作用。

不锈钢是一类重要金属材料，在各行各业中有广泛的应用。但是，不锈钢在许多环境中，如海水环境下，腐蚀现象仍非常严重，需要采用一定的措施控制其腐蚀。由于材料和环境条件的差异，不锈钢的腐蚀控制技术仍需进行研究和开发。

发明内容

本发明的目的是在于为了克服以往制备的TiO₂薄膜对太阳光利用率低、光电效率较低以及在暗态下难以维持良好光生阴极保护效应等问题，提供一种用于光生阴极保护的Ag/SnO₂/TiO₂复合膜光阳极的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于光生阴极保护的Ag/SnO₂/TiO₂复合膜光阳极的制备方法，

1)钛基体表面TiO₂纳米管阵列膜的制备：以铂作为对电极，钛基体为阳极，在NH₄F溶解液中进行阳极氧化后，将钛基体样品煅烧，再随炉冷却至室温，即可在钛基体表面制得TiO₂纳米管阵列膜；