我國海岸線漫長,近年來隨著海洋經濟高速發(fā)展,我國海岸工程、碼頭、離岸風電、跨海橋梁建設體量迅猛擴張,鋼鐵材料大量應用。然而海洋腐蝕問題是海洋開發(fā)過程中面臨的主要威脅之一。因此,海洋環(huán)境腐蝕與控制受到國內外學者的廣泛關注。光致陰極保護有效地利用海洋環(huán)境太陽能充足、鹽度高的特點對需要保護的鋼鐵材料進行陰極保護。二氧化鈦(TiO2)納米材料是光致陰極保護領域常用半導體材料,然而TiO2納米材料自身也存在一些缺陷,影響了 TiO2納米材料的應用。諸如:TiO2納米材料禁帶寬度較大,限制了其對可見光的吸收,致使太陽光譜中大部分的能量無法利用;TiO2納米材料中光生載流子復合速率過大,致使光生電子利用率較小,不能為被保護金屬提供充足的電子。本文針對TiO2納米材料禁帶寬度較大只能吸收紫外光這一缺陷,通過金屬硫化物改性TiO2納米管陣列,拓寬其光吸收范圍,加快光生載流子分離。具體研究內容如下:(1)以Ti箔為基體,以氟化銨溶液為電解質溶液通過兩步陽極氧化法制備管徑均勻、相互獨立、高度有序的TiO2納米管陣列。并用掃描電子顯微鏡、X射線衍射等表征手段對樣品的形貌、組成進行表征。(2)Q235碳鋼是一種海...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光致陰極保護原理
    1.3 TiO₂在光致陰極保護中的應用
        1.3.1 光致陰極保護領域常用的半導體材料
        1.3.2 TiO₂光致陰極保護研究進展
        1.3.3 納米TiO₂的制備方法
        1.3.4 陽極氧化法制備TiO₂納米管陣列原理
        1.3.5 納米TiO₂的改性方法
        1.3.6     研究思路
    1.4 選題的目的及研究內容
        1.4.1 選題目的
        1.4.2 研究內容
    參考文獻
第2章 CdIn₂S₄/TiO₂的制備及其對Q235碳鋼光致陰極保護性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 TiO₂納米管陣列與CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料的制備
        2.2.4 Q235電極與納米復合材料電極的制備
        2.2.5 材料的表征
        2.2.6 TiO₂納米管陣列與CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料光電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料的形貌分析
        2.3.2 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料的組成分析
        2.3.3 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料的光吸收性能分析
        2.3.4 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料的光電化學性能分析
        2.3.5 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料對Q235碳鋼的光致陰極保護效果分析
        2.3.6 CdIn₂S₄/TiO₂納米復合材料光致陰極保護機理探討
    2.4 本章小結
    參考文獻
第3章 MoS₂/TiO₂的制備及其對304不銹鋼光致陰極保護性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 TiO₂納米管陣列與MoS₂/TiO₂納米復合材料的制備
        3.2.3 304電極及納米復合材料電極的制備
        3.2.4 材料的表征
        3.2.5 TiO₂納米管陣列和MoS₂/TiO₂復合材料的光電化學測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 MoS₂/TiO₂納米復合材料的形貌分析
        3.3.2 MoS₂/TiO₂納米復合材料的組成分析
        3.3.3 MoS₂/TiO₂納米復合材料的光吸收能力分析
        3.3.4 MoS₂/TiO₂納米復合材料的光電化學性能分析
        3.3.5 MoS₂/TiO₂納米復合材料對304不銹鋼的光致陰極保護性能分析
        3.3.6 MoS₂/TiO₂納米復合材料光致陰極保護機理探討
    3.4 本章小結
    參考文獻
第4章 In₂S₃/Ag/TiO₂的制備及其對304不銹鋼光致陰極保護性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 TiO₂納米管陣列與In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料的制備
        4.2.3 材料的表征
        4.2.4 TiO₂納米管陣列和In₂S₃/Ag/TiO₂復合材料的光電化學測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料的形貌分析
        4.3.2 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料的組成分析
        4.3.3 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料的光吸收能力分析
        4.3.4 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料的光電化學性能分析
        4.3.5 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料針304不銹鋼光致陰極保護性能分析
        4.3.6 In₂S₃/Ag/TiO₂納米復合材料光致陰極保護機理探討
    4.4 本章小結
    參考文獻
第5章 4NBT-TiO₂的制備及其對304不銹鋼光致陰極保護性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 TiO₂納米管陣列與4NBT-TiO₂納米復合材料的制備
        5.2.3 304電極與納米復合材料電極的制備
        5.2.4 材料的表征
        5.2.5 TiO₂電極和4NBT-TiO₂電極的光電化學測試
    5.3 結果與討論
        5.3.1 TiO₂納米管陣列的形貌分析
        5.3.2 4NBT-TiO₂納米復合材料的組成分析
        5.3.3 4NBT-TiO₂納米復合材料的光吸收能力分析
        5.3.4 4NBT-TiO₂納米復合材料的光電化學性能測試
        5.3.5 4NBT-TiO₂納米復合材料對304不銹鋼光致陰極保護性能分析
        5.3.6 4NBT-TiO₂納米復合材料光致陰極保護機理探討
    5.4 本章小結
    參考文獻
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：4016206