[發明專利]一種用于光電化學陰極保護的光陽極復合膜材料及其應用

有效

• 申請號: 202011546933.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112779542B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王寧;王靜;劉夢楠;段繼周;侯保榮;戈成岳;張冉;舒向泉;賀永鵬;林建康;喬澤
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C25D11/02
• 分類號: C25D11/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何薇;李穎

1.一種用于光電化學陰極保護的光陽極復合膜材料，其特征在于：采用浸漬-沉積法和循環伏安法在TiO₂納米線表面復合CdSe和CdS納米粒子，制備CdSe/CdS/TiO₂納米復合膜光陽極材料；

鈦基底的預處理：首先，將純度為99.9%，厚度為0.1 mm的鈦片裁剪成30 mm × 10 mm的尺寸，然后用2500目砂紙打磨各個面100次，作為復合膜的生長基底；其次，用丙酮、無水乙醇和蒸餾水依次對樣品超聲清洗，清洗時間分別為10min、10min、30min，吹干備用；再次，將鈦片放入85℃的體積比為NaOH：Na₂CO₃：H₂O=5：2：100的混合溶液中浸漬90min，取出并用蒸餾水清洗干凈；最后，在體積比為HF:H₂O=1:5的溶液中刻蝕1 min，取出后依次用丙酮、無水乙醇和蒸餾水清洗，吹干待用；

TiO₂納米線的制備：通過一步陽極氧化法在鈦片表面快速制備TiO₂納米線，陽極氧化采用傳統的雙電極體系，鈦片為陽極，鉑電極為對電極，首先將鈦片用電極夾夾住放入400 mL2 M的NaOH溶中，調節直流電源的電流穩定在1.3 A左右，溶液溫度保持在80℃，陽極氧化180min，然后將鈦片取出，依次用丙酮、無水乙醇、蒸餾水清洗，自然晾干后備用，最后將其置于放馬弗爐中，設置溫度為450℃，煅燒120min，取出后放置在無塵的干燥器中備用，即可在鈦片表面獲得TiO₂納米線；所述采用浸漬-沉積法，將表面負載TiO₂納米線的鈦片依次置于CdCl₂水溶液、Na₂S水溶液中浸漬作為一次循環，循環次數分別為3～12次，干燥然后獲得CdS/TiO₂納米復合材料；其中，CdCl₂水溶液濃度為0.02～0.04M，Na₂S水溶液濃度為0.02～0.04 M；

所述鈦片浸漬于CdCl₂水溶液中沉積60～120s，鈦片浸漬于Na₂S水溶液中沉積60～120s；所述鈦片浸漬于CdCl₂水溶液后用去離子水沖洗30～60s；

所述采用循環伏安法，以CdS/TiO₂為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為對電極，設置電壓沉積范圍為-0.35 V～-0.85 V，于電解液中進行沉積，而后于管式爐中400～800?C，在氮氣環境中煅燒0.5～1 h，隨爐冷卻至室溫，即可獲得CdSe/CdS/TiO₂納米復合膜；其中，電解液為含SeO₂和CdSO₄的水溶液。

2.一種權利要求1所述的用于光電化學陰極保護的光陽極復合膜材料應用，其特征在于：光陽極復合膜材料在光生陰極保護中的應用。

3.按權利要求2所述的用于光電化學陰極保護的光陽極復合膜材料的應用，其特征在于：光陽極復合膜材料在作為光陽極材料于暗態條件下，在光電化學陰極保護中的應用。

4.按權利要求2所述的用于光電化學陰極保護的光陽極復合膜材料的應用，其特征在于：光陽極復合膜材料在作為光電化學陰極保護膜于抑制金屬腐蝕中的應用。