锡系材料在海洋工程光生阴极保护中的应用

论文摘要

海洋是一个腐蚀因素多、条件复杂的环境。不锈钢作为一种耐蚀性良好的金属材料,在海水腐蚀、微生物侵害等的共同影响下,仍会发生点蚀问题,同时还存在间隙腐蚀和应力腐蚀开裂。不锈钢一旦受到腐蚀侵害,不仅会影响强度、硬度等机械性能,还会降低其可靠性。因此探寻一种绿色有效的腐蚀防护方法,对延长构件寿命、确保安全生产具有重要的现实意义。本论文针对TiO2在光生阴极保护中存在的缺陷,对其进行掺杂改性,增强其对304不锈钢的光生阴极保护效果。论文通过阳极氧化法和连续去离子沉积法（SILAR）制备了SnS/TiO2和SnS2/TiO2,通过水热法制备SnSe/TiO2。研究中使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射（DRS）对样品进行表征,并运用开路电位（OCP）、光电流密度曲线、电化学阻抗谱（EIS）对样品进行性能测试。本论文通过表征实验,证实了已成功制备出SnS/TiO2、SnS2/TiO2和SnSe/TiO2纳米复合材料。且随着原材料浓度的增加,生成更多的SnS吸附在TiO2表面;随着沉积次数的增多,SnS2团聚现象逐渐明显。漫反射实验结果也表明了SnS/TiO2、SnS2/TiO2和SnSe/TiO2纳米复合材料相比较于纯TiO2,体现出更优的可见光吸收性能。通过电化学实验,表明了SnS/TiO2作为光阳极与304不锈钢耦连后,可使不锈钢的电位降至-630-710 mV,并能储存电子使其在暗态下仍受到保护。负载量最优的SnS2/TiO2（6C）单位面积的光阳极可产生光电流约为30μA/cm2左右,约是TiO2的5倍。SnSe/TiO2样品也显示出比TiO2对304不锈钢有更好的阴极保护效果,且通过长时间的OCP测试表现出了较好的稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 海洋中的腐蚀
•     1.1.1 海洋工程中金属材料的腐蚀
•     1.1.2 不锈钢的腐蚀
•   1.2 海洋工程材料的防腐蚀技术
•     1.2.1 电化学保护
•     1.2.2 防腐涂料的应用
•     1.2.3 表面处理与改性
•     1.2.4 缓蚀剂的应用
•   1.3 光生阴极保护研究进展及现状
•     1.3.1 光生阴极保护概述
• 2纳米膜在光生阴极保护上的应用'>    1.3.2 TiO₂纳米膜在光生阴极保护上的应用
• 2纳米膜的掺杂改性'>    1.3.3 TiO₂纳米膜的掺杂改性
•   1.4 本论文的研究意义及主要研究内容
•     1.4.1 研究意义
•     1.4.2 主要研究内容
• 第二章 实验材料与方法
•   2.1 实验药品与试剂
•   2.2 实验仪器与设备
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 304 不锈钢电极的制备
•     2.3.2 阳极氧化法
•     2.3.3 连续去离子沉积法
•     2.3.4 水热法
•   2.4 表征及电化学测试手段
• 2复合材料的光阴保性能研究'>第三章 SnS/TiO₂复合材料的光阴保性能研究
•   3.1 材料的制备与测试
• 2纳米管的制备'>    3.1.1 TiO₂纳米管的制备
• 2纳米复合材料的制备'>    3.1.2 SnS/TiO₂纳米复合材料的制备
•     3.1.3 表征测试
•     3.1.4 电化学测试
•   3.2 结果与讨论
• 2纳米复合材料表征分析'>    3.2.1 SnS/TiO₂纳米复合材料表征分析
• 2纳米复合材料电化学性能分析'>    3.2.2 SnS/TiO₂纳米复合材料电化学性能分析
• 2复合材料的光阴保机理'>  3.3 SnS/TiO₂复合材料的光阴保机理
•   3.4 本章小结
• 2/TiO₂复合材料的光阴保性能研究'>第四章 SnS₂/TiO₂复合材料的光阴保性能研究
•   4.1 材料的制备与测试
• 2/TiO₂纳米复合材料的制备'>    4.1.1 SnS₂/TiO₂纳米复合材料的制备
•     4.1.2 表征测试
•     4.1.3 电化学测试
•   4.2 结果与讨论
• 2/TiO₂纳米复合材料表征分析'>    4.2.1 SnS₂/TiO₂纳米复合材料表征分析
• 2/TiO₂纳米复合材料电化学性能分析'>    4.2.2 SnS₂/TiO₂纳米复合材料电化学性能分析
• 2/TiO₂复合材料的光阴保机理'>  4.3 SnS₂/TiO₂复合材料的光阴保机理
•   4.4 本章小结
• 2复合材料的光阴保性能研究'>第五章 SnSe/TiO₂复合材料的光阴保性能研究
•   5.1 材料的制备与测试
• 2纳米复合材料的制备'>    5.1.1 SnSe/TiO₂纳米复合材料的制备
•     5.1.2 表征测试
•     5.1.3 电化学测试
•   5.2 结果与讨论
• 2纳米复合材料表征分析'>    5.2.1 SnSe/TiO₂纳米复合材料表征分析
• 2纳米复合材料电化学性能分析'>    5.2.2 SnSe/TiO₂纳米复合材料电化学性能分析
•   5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 论文创新点
•   6.2 论文总结
•   6.3 论文展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文及研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邵静

导师: 张兆德

关键词: 海洋腐蚀,光生阴极保护,掺杂改性

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 浙江海洋大学

分类号: P755.3

总页数: 63

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