低碳钢纳米TiO2涂层的结构、形貌与防腐性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍提拉技术在经碱性发黑和热处理后的低碳钢上制备纳米TiO2涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对涂层的结构、形貌及组成进行表征,采用电化学方法研究涂层的防腐蚀性能.结果表明:所制备的纳米TiO2涂层外观呈蓝灰色,表面存在大小不等的微裂纹;XRD分析表明纳米TiO2为锐钛矿型;XPS分析表明涂层主要由Ti、Fe、O和C 4种元素组成;稳定电位和Tafel曲线测试表明纳米TiO2涂层对于低碳钢具有一定的防腐蚀性能,在2.5%NaHCO3溶液中光电化学效应明显,在3%NaCl溶液中光电化学效应不明显.     

纳米TiO2/SnO2涂层制备与光阴极保护性能

采用溶胶凝胶法与浸渍提拉技术在304不锈钢表面上制备了纳米TiO2/SnO2叠层涂层。用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD）,X射线光电子能谱(XPS)对涂层表面形貌、晶体结构与组成进行了表征。通过测量稳定电位方法研究了涂层的光电化学性能和对不锈钢的光阴极保护特性。结果表明,所制备的纳米TiO2/SnO2叠层涂层表面连续、均匀致密;涂层中的TiO2为锐钛矿型,颗粒呈球形,平均直径约为35nm,SnO2为金红石型;涂层表面与内层均由Ti、Sn、O、C四种元素组成。纳米TiO2表面层与纳米SnO2中间层分别浸渍提拉4次制得的叠层涂层,紫外光照的光电化学效应、储存电子性能与光阴极保护作用最好,紫外光照1h的延时阴极保护作用可达7h。通过研究分析,提出了纳米TiO2/SnO2叠层涂层的光阴极保护作用机理。     

纳米TiO2/SnO2涂层的制备与光阴极保护性能

采用溶胶-凝胶法在304不锈钢表面制备了纳米TiO2/SnO2叠层涂层.通过测量稳定电位研究了涂层的光电化学性能和光阴极保护特性,用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱对涂层的表面形貌、晶体结构与组成进行了表征.结果表明:纳米TiO2表层与纳米SnO2内层分别浸渍提拉4次制得的叠层涂层具有最好的光电化学效应、储存电子性能与光阴极保护作用,紫外光照1h的延时阴极保护作用可达7h;纳米叠层涂层表面连续、均匀致密;TiO2为锐钛矿型,SnO2为金红石型;涂层表面与内层均由Ti、Sn、O和C元素组成.文中还探讨了纳米TiO2/SnO2叠层涂层的光阴极保护作用机理.     

碳钢表面TiO2涂层的光电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法在碳钢表面制备TiO2涂层,研究不同种类溶胶、涂层层数和涂层热处理温度对其光电化学性能的影响。结果表明,在光线照射下覆有TiO2涂层的碳钢的电极电位有明显下降,当涂层层数为4层、热处理温度为400℃时电位最低,下降幅度达到250 mV左右。试验结果还表明,实验室自制溶胶比工业溶胶制备的TiO2涂层具有更低的电位,且TiO2涂层的光电性能有明显的滞留效应。由此可见,TiO2涂层能对碳钢起到有效的阴极保护作用。     

溶剂对锐钛矿型TiO2纳米结构材料形貌及结构的影响

以CTAB/TiO2有序复合结构为水热反应的前驱体,分别以乙醇,PEG-200,PEG-400,丙三醇为反应溶剂,制备出了一系列不同形貌的TiO2微纳结构,通过TEM、SEM和XRD等表征技术研究了不同溶剂、反应时间和反应温度下产物的结构形态.结果表明,该溶剂热方法前驱体制备简单,操作方便,反应溶剂对TiO2纳米结构的形貌和结晶性有显著的影响.     

酸度对偏钛酸水热法合成纳米TiO2的影响

考察了酸度对偏钛酸作前驱体水热合成TiO2纳米粒子的影响,结果表明,该法合成的TiO2纳米粒子为锐钛矿型,增加酸度有利于提高合成的TiO2纳米粒子的粒径并获得较高的光电转换效率.     

纳米TiO2的性能及应用

介绍了纳米TiO2的制备、超亲水性、光催化机理以及光催化活性，同时介绍了纳米TiO2在环境净化方面的应用，并揭示了今后的研究方向。     

复合分级结构的锐钛矿TiO2纳米花的合成及其光电性能

半导体氧化物可用于染料敏化太阳能电池光阳极材料。一维纳米结构氧化物比球形纳米粒子具有更高效的电子传输和收集能力。然而,它们受制于因小的比表面积致使低的染料吸附量以及差的电子抽取能力的膜结构。采用一步水热法成功地合成了TiO_2纳米花,该纳米花为锐钛矿相并且是由纳米棒作为基本构成单元的复合分级结构。反应时间可以控制该结构的演化。反应时间对这种结构的TiO_2纳米花对染料分子的吸附能力有较大影响。最高的电池效率(7.29%)是使用70 h反应条件下合成的TiO_2纳米花所获得的。     

纳米TiO2在聚丙烯酸酯涂层胶中的分散及其应用

利用纳米TiO2涂层来提高织物的防紫外性能,采用多种化学分散剂、机械搅拌等不同的分散方法分散纳米TiO2于聚丙烯酸酯涂层胶中,并通过可见光的透过率研究了分散剂种类、用量及机械搅拌和超声分散对分散效果和稳定性的影响.将最优分散工艺所得到的分散体系用于棉织物的涂层整理,研究了纳米TiO2浓度和涂层道数对织物防紫外性能等的影响,并与原始织物进行了比较.结果表明,离子型分散剂的分散效果优于非离子型分散剂,但当分散剂的质量分数从4%提高到8%,体系的分散效果和稳定性变化不大.在一定的条件下,机械搅拌和超声分散都有助于分散效果的改善.涂层整理后织物的UPF随着TiO2浓度和涂层道数的提高而增大.     

掺杂与涂膜纳米TiO2光催化性能的研究

分别对掺杂纳米TiO2和分子筛负载纳米TiO2的光催化性能进行了对比研究，并对负载纳米TiO2进行了SEM检测。通过正交实验设计对其降解甲基橙溶液作了进一步研究，找出其最佳处理条件为：催化剂用量7．5g／L；光照时间1．5h；pH＝3。     

纳米TiO2对丙烯酸酯聚氨酯涂层/碳钢界面的初期失效行为的影响

采用激光电子散斑干涉技术、电化学阻抗技术和扫描电化学显微镜技术实时、动态和原位观测了涂覆丙烯酸聚氨酯涂层的碳钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡初期的界面腐蚀行为,并对比了纳米TiO2的添加对界面腐蚀行为的影响.在浸泡初期无宏观缺陷存在时,激光电子散斑干涉技术成功检测到涂层界面的微小变化,电化学阻抗技术显示不同涂层低频阻抗膜值的变化情况,均与扫描电化学显微镜技术获得的腐蚀电化学形貌结果一致,即在浸泡初期,未添加纳米TiO2的涂层其界面变化速度(即锈蚀萌生速度)较添加涂层明显得多,表明纳米TiO2可延缓涂层/碳钢的界面失效.     

纯铝表面TiO2涂层的光阴极保护行为

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在纯Al表面制备TiO2涂层,研究了不同热处理温度下涂层电极电位随时间的变化规律,同时测定了纯Al表面TiO2涂层的极化曲线和孔蚀电位,并对纯Al表面TiO2涂层的结构进行了分析。研究结果表明,纯铝表面TiO2涂层具有明显的光阴极保护效应。在光照条件下,其电极电位最大下降值约270mV。涂层的极化曲线和孔蚀电位测定以及试样在自来水中的浸入实验,进一步证实了纯铝表面TiO2涂层的光阴极保护效应。X射线衍射结构分析表明,TiO2涂层为四方的锐钛型晶体结构。     

Hydrothermal synthesis and corrosion behavior of the protective coating on Mg-2Zn-Mn-Ca-Ce alloy

Protective coatings were synthesized on the Mg-2Zn-Mn-Ca-CeMg alloy through the hydrothermal method with de-ionized water as the reagent. The coatings were composed of Mg hydroxide, generally uniform and compact.Hydrogen evolution tests and electrochemical tests in the Hanks' solution demonstrated that the Mg(OH)_2coatings effectively decreased the bio-degradation rate of the Mg alloy substrate. Microstructure observation showed that the coating formation on the secondary phases was more difficult than that on the α-Mg matrix,which led to micro cracks and pores on the secondary phases after drying. Over synthesizing time, the coating layer on secondary phases gradually becomes more compact and uniform. Meanwhile, owing to the thicker and more compact coatings, the corrosion resistance and protective efficiency were significantly improved with longer synthesizing time as well.     

碳钢高温高压CO2腐蚀产物膜的形成机制

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1ms-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制. 结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成. 随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3. 腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO-3不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2 和CO2-3的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成. 外层膜的晶粒比较细小、致密. 内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强.     

WO3/碳点/TiO2复合纳米材料的制备及其光致阴极保护作用研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO₂纳米阵列(TNAs),然后分别采用浸泡法和电沉积法在TNAs表面负载碳点层和WO₃层,得到WO₃/碳点/TNAs复合纳米光阳极(TCW),并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对其进行了表征。采用紫外可见漫反射光谱法(UV-Vis DRS)和电化学方法测定了TCW光阳极的光吸收和电化学性能,并评价了在模拟海水溶液中TCW对Q235碳钢的光致阴极保护作用。结果显示：与TNAs相比,TCW的吸收边从紫外光区(384 nm)扩展至可见光区(426 nm),带隙宽度(E_g)从3.23 eV降低到2.91 eV,对光的吸收能力显著提升;可见光响应电流密度提高了6.85倍,达到157μA/cm²。将TCW光阳极与Q235碳钢阴极耦合后,阴极表面的稳态光响应电流密度达到101μA/cm²;与耦合前相比,其自腐蚀电位降低了0.41 V(vs. Ag/AgCl),电化学电流噪声(ECN)振幅增大,...     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

WO3/碳点/TiO2复合纳米材料的制备及其光致阴极保护作用研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO₂纳米阵列（TNAs）,然后分别采用浸泡法和电沉积法在TNAs表面负载碳点层和WO₃层,得到WO₃/碳点/TNAs复合纳米光阳极（TCW）,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）对其进行了表征。采用紫外可见漫反射光谱法（UV-Vis DRS）和电化学方法测定了TCW光阳极的光吸收和电化学性能,并评价了在模拟海水溶液中TCW对Q235碳钢的光致阴极保护作用。结果显示：与TNAs相比,TCW的吸收边从紫外光区（384 nm）扩展至可见光区（426 nm）,带隙宽度（E_g）从3.23 eV降低到2.91 eV,对光的吸收能力显著提升;可见光响应电流密度提高了6.85倍,达到157 μA/cm²。将TCW光阳极与Q235碳钢阴极耦合后,阴极表面的稳态光响应电流密度达到101 μA/cm²;与耦合前相比,其自腐蚀电位降低了0.41 V （vs.Ag/AgCl）,电化学电流噪声（ECN）振幅增大,腐蚀过程受到明显抑制。以上结果表明TCW对Q235碳钢具有优异的光致阴极保护作用。     

功能化多壁碳纳米管增强涂层用于金属保护

通过多巴胺自发氧化聚合形成包裹的多壁碳纳米管（PDA@FMWCNT）.利用聚多巴胺（PDA）的易附着能力,在铜（Cu）表面构造了基于PDA@FMWCNT的复合材料薄膜.利用拉曼（Raman）光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子光谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的结构进行了表征.利用电动位极化和电化学阻抗谱（EIS）法评价了PDA@FMWCNT在盐溶液中对金属的腐蚀保护性能.结果表明,PDA@FMWCNT复合涂层具有良好的防腐蚀性,并详细描述了其保护机理.