金屬的光電化學(xué)防腐蝕研究.pdf

1、通常，在許多金屬或合金如不銹鋼表面會形成一層不超過幾十個納米厚的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的鈍化膜，在一定程度上它可起到耐蝕作用。但在金屬腐蝕電化學(xué)研究中，光對鈍態(tài)金屬腐蝕的影響是最近才引起人們重視的，而且研究的主要是不銹鋼和鐵等金屬，對活性較高的碳鋼研究較少。金屬表面的鈍化膜雖具有一定的抗腐蝕作用，但這種半導(dǎo)體氧化膜對金屬材料的保護(hù)作用是有限的。近年來，研究發(fā)現(xiàn)一些半導(dǎo)體還具有光電化學(xué)防腐蝕特性，而且在光致陰極防腐蝕過程中半導(dǎo)體并不犧牲，理論上具

2、有很長的使用壽命，從長遠(yuǎn)的觀點來看，它將可利用取之不盡的太陽光能。但目前利用較多的陽極材料為寬禁帶半導(dǎo)體，只能吸收紫外光，而太陽光中這部分光能所占比例較小，所以如何擴(kuò)展催化劑的光譜響應(yīng)范圍并以太陽能為光源在自然環(huán)境條件下實現(xiàn)金屬材料的防腐必將具有重要的理論和實踐意義。 論文首先通過極化曲線和誘導(dǎo)期實驗，研究了紫外光光照對X70管線鋼的鈍化行為和腐蝕敏感性的影響。結(jié)果表明：光照使X70鋼耐腐蝕性提高，產(chǎn)生了光緩蝕效應(yīng)。利用恒電流還

3、原實驗、Mott-Schottky分析和暫態(tài)光電流等方法研究了產(chǎn)生光緩蝕效應(yīng)的原因，結(jié)果表明是由于鈍化膜的電子性質(zhì)發(fā)生了改變，主要表現(xiàn)在鈍化膜的電容和電子供體摻雜濃度降低，表面態(tài)密度升高。 其次，探討了可見光下改性TiO<,2>電極對X70鋼的光電化學(xué)防腐蝕，結(jié)果表明，在含0.1 mol·dm<'3>C<,2>H<,5>OH(pH 9.0)的電解質(zhì)溶液中，純TiO<,2>、Co摻雜和Co、N共摻雜TiO<,2>，在可見光光照時的

4、開路電位均比X70鋼在0.5 mol·dm<'-3>的NaCl溶液中的腐蝕電位更正?；跓崃W(xué)原理要求，在此條件下，這些光電極不能實現(xiàn)對X70管線鋼的光電化學(xué)防腐蝕。 最后，采用陰極電沉積法制備了具有可見光光響應(yīng)的WO<,3>薄膜電極，考察了光陽極體系空穴捕獲劑的種類、濃度和溶液pH值對WO<,3>光響應(yīng)的影響。結(jié)果表明：甲酸存在下WO<,3>光響應(yīng)最大；WO<,3>光響應(yīng)隨著陽極槽pH值的增大而增大。在陽極室溶液組成為0.5