石墨烯-TiO2復合薄膜的制備及其光生陰極保護性能研究.pdf

1、自從發(fā)現TiO2薄膜在紫外光激發(fā)下對金屬具有光生陰極保護的作用以來，金屬材料的光陰極保護技術受到廣泛關注。該技術因對環(huán)境無污染，成本低，且保護過程中無損耗等優(yōu)點而在金屬防腐蝕領域具有廣闊的前景。
　　本課題通過溶膠–凝膠結合熱處理技術，采用旋涂的方法在304不銹鋼表面成功制備了石墨烯/TiO2納米復合薄膜。采用XRD、TEM、SEM等測試技術對復合薄膜的物相、表面形貌和顯微結構進行了研究。結果表明，試樣經熱處理后在304不銹鋼表面

2、形成了由TiO2納米顆粒和石墨烯納米片緊密堆積構成的一層復合薄膜，石墨烯片在其中相互交叉接觸，形成三維導電網絡。
　　利用光電化學測試系統，考察了不同工藝條件對石墨烯/TiO2復合薄膜光電性能的影響。研究結果表明，復合薄膜開路電位隨石墨烯加入量的增多而下降，當石墨烯加入量超過0.5％時，開路電位達到穩(wěn)定；復合薄膜越薄，光電性能越好，最佳薄膜層數為1層；煅燒溫度對薄膜的性能也有較大的影響，當煅燒溫度為400℃時，光電性能最好；石墨烯

3、的尺寸越小，越有利于復合薄膜光電性能的提高。
　　采用動電位極化和交流阻抗技術，研究了石墨烯/TiO2復合薄膜的光陰極保護性能。結果表明，在無光照情況下，致密的復合薄膜可以阻隔304不銹鋼基體與腐蝕介質的接觸，減緩了其在暗態(tài)下的腐蝕速率；在光照條件下，涂覆石墨烯/TiO2復合薄膜的304不銹鋼試樣表現出穩(wěn)定的光電性能,使試樣的光生電位下降到陰極保護區(qū)域，從而對不銹鋼起到陰極保護作用。由此表明，石墨烯/TiO2復合薄膜對304不銹鋼