MOFs负载TiO₂纳米管对304SS光生阴极保护研究

【作者】 池丽凤； 王秀通； 郭思瑶； 于腾； 王丽菲； 侯保荣；

【机构】 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室； 青岛理工大学； 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋腐蚀与防护开放工作室；

【摘要】 304不锈钢虽然具有较强的耐腐蚀性,但其在复杂的海洋环境中依然受到不同程度的腐蚀。光生阴极保护是一种将光能转换为电能而实现腐蚀防护的新型阴极保护技术。TiO2因其良好的光电性能而在光生阴极保护技术中得到广泛应用。然而TiO2只吸收紫外光,并且受光照后光生电子-空穴对较易复合。金属有机框架材料(metal–organic frameworks,MOFs)是由金属中心(金属离子或团簇)与有机配体通过配位键自组装形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs因其孔径可调、比表面积大、结构多样可调控、易功能化等特点而在气体贮存与分离、催化、传感器、超级电容器等众多领域受到广泛研究。其中NH2-MIL-125因其具有半导体性质而被应用在光催化领域。受此启发,本研究通过阳极氧化法制备TiO2纳米管,并通过溶剂热法将MOFs材料负载到Ti O2纳米管上,对TiO2纳米管及NH2-MIL-125/TiO2光阳极进行了形貌表征,并用电化学手段对可见光照射下304不锈钢偶联复合光阳极的耐蚀性进行研究。如图1(a、b)所示,SEM表明TiO2纳米管上成功负载六面体状MOFs材料;如图1(c)所示,304不锈钢与纯TiO2和复合光阳极偶联后OCP值分别为-390mV、-720mV,结果证实了钛基MOFs改性后的TiO2光阳极对304不锈钢具有显著的腐蚀防护效果。更多还原