[发明专利]一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法

说明书

本发明涉及光电化学阴极保护技术领域，尤其涉及一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法。一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法，包括以下步骤：步骤A、将半导体材料制备半导体电极；步骤B、待保护金属的暗态阳极极化曲线测试：在所需溶液环境和暗态下，测试待保护金属的阳极极化曲线；步骤C、半导体电极的光致阴极极化曲线测试：在所需溶液环境和光照下，测试半导体电极的阴极极化曲线。所述评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法，可以在不耦联金属电极的情况下，初步判断半导体电极对特定金属的光致阴极保护性能，表征速度快，且准确率高，解决了现有半导体材料的光致阴极保护性能的表征方法稳定性差、测试效率低的问题。

技术领域

本发明涉及光电化学阴极保护技术领域，尤其涉及一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法。

背景技术

光电化学阴极保护是一种新兴的金属腐蚀防护技术，它借助半导体材料的光电转换效应，利用太阳能实现对金属腐蚀的有效抑制，经济高效、绿色节能，应用潜力巨大。然而，半导体材料的光致阴极保护性能的表征方法却存在着稳定性不足和效率较低的问题。这主要是因为传统的光致阴极保护性能测试过程中，需要将半导体材料电极与金属电极耦联到一起，测试光照下耦联电位和电流密度的变化；在进行下一次重复测试之前，必须将金属电极重新打磨、抛光，以去除表面极化层，并且需要在溶液中稳定较长时间，这就大大限制了光致阴极保护性能的测试效率。因此研究一种新型的能够快速评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法具有非常现实的意义。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法，可以在不耦联金属电极的情况下，初步判断半导体电极对特定金属的光致阴极保护性能，表征速度快，且准确率高，能够实现快速准确地评价半导体材料的光致阴极保护性能，解决了现有半导体材料的光致阴极保护性能的表征方法稳定性差、测试效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种评价半导体材料的光致阴极保护性能的方法，包括以下步骤：

步骤A、将半导体材料制备半导体电极；

步骤B、待保护金属的暗态阳极极化曲线测试：在所需溶液环境和暗态下，测试待保护金属的阳极极化曲线；

步骤C、半导体电极的光致阴极极化曲线测试：在所需溶液环境和光照下，测试半导体电极的阴极极化曲线，步骤C中的所需溶液环境与步骤B中的所需溶液环境相同；

步骤D、将半导体电极的阴极极化曲线与待保护金属的阳极极化曲线绘制到同一个图中，阴极极化曲线与阳极极化曲线相交得到交点，根据所述交点对应的电位值和电流密度值评价所述半导体材料在所需溶液环境和光照下对待保护金属的光致阴极保护性能。

更进一步说明，所述步骤A中，将半导体材料制备半导体电极后，在所需溶液环境和光照下，在三电极体系中测试半导体电极的光致开路电位；

所述步骤B中，测试待保护金属在所需溶液环境中的自腐蚀电位，然后在所需溶液环境和暗态下，测试待保护金属的阳极极化曲线；

测试待保护金属的阳极极化曲线时，测试电位范围为从待保护金属的自腐蚀电位向负扫描直到半导体电极的光致开路电位；

所述步骤C中，测试半导体电极的阴极极化曲线时，测试电位范围为从半导体电极的光致开路电位向正扫描直到待保护金属的自腐蚀电位。

更进一步说明，所述步骤B中，测试待保护金属的阳极极化曲线时的扫描速度为1.666mV/s；

所述步骤C中，测试半导体电极的阴极极化曲线时的扫描速度为1.666mV/s。

更进一步说明，所述步骤A中，将半导体材料制备半导体电极后，在3.5wt％的NaCl溶液环境和AM1.5G模拟太阳光的光照下，在三电极体系中测试半导体电极的光致开路电位；