專利名稱：用于光生陰極保護(hù)的Ag₂S/TiO₂復(fù)合膜光陽極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合膜光陽極，尤其是涉及一種用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化鈦(TiO2)是一種具有優(yōu)良的光電化學(xué)性質(zhì)的半導(dǎo)體，已廣泛應(yīng)用于太陽能電池、光催化降解污染物、生物材料等方面。上世紀(jì)90年代Yuan等在Cu基體上制備TiO2涂層，在光照條件下發(fā)現(xiàn)Ti02/Cu的電極電位降低，說明TiO2涂層對(duì)Cu基體有光生陰極保護(hù)作用(Yuan J N, Tsu jikawa S，et al., Characterization of sol-gel-derivedTiO2Coatings and their photoeffects on copper substrates[J].Journal of theElectrochemical Society, 1995，142 (10):3444-3450)。隨后，F(xiàn)ujishima 研究組和Tsujikawa研究組分別報(bào)道了在304不銹鋼和碳鋼表面涂覆納米TiO2薄膜，在紫外光照射下對(duì)金屬基體有光生陰極保護(hù)作用(Ohko Y，Saitoh S，et al., PhotoelectrochemicalAnticorrosion and Self-Cleaning Effects of a TiO2Coating for Type 304 StainlessSteel [J].Journal of The Electrochemical Society, 2001, 148(1):B24~B28 ；FujisawaR, Tsujikawa S, Photo-protection of 304 stainless steel with TiO2Coating[J].Materials Science Forum,1995, (185-188):1075-1081 ；Huang J, Shinohara T, etal., Protection of carbon steel from atmospheric corrosion by TiO2Coating[J].Zairyo to Kankyo, 1999,48(9): 575-582),使腐蝕研究者看到了開發(fā)新的防腐蝕技術(shù)的希望。根據(jù)上述的研究，如果把光照下的TiO2薄膜通過導(dǎo)線與金屬連接，其產(chǎn)生的光生電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到金屬表面，使金屬的電極電位降低，也可起到對(duì)金屬陰極保護(hù)的作用。這樣，TiO2薄膜光生陰極保護(hù)的作用就更有實(shí)用性。因此，TiO2薄膜的制備和在金屬腐蝕控制中的應(yīng)用引起了腐蝕研究者的高度關(guān)注。光生陰極保護(hù)作用的本質(zhì)是將TiO2半導(dǎo)體中光照激發(fā)產(chǎn)生的電子導(dǎo)入被保護(hù)的金屬中，使金屬的電極電位降低，發(fā)生陰極極化，從而抑制金屬的腐蝕。這種方法更加節(jié)約能源和環(huán)保，具有誘人的應(yīng)用前景。但是，由于二氧化鈦是寬禁帶的半導(dǎo)體(3.2eV)，只能吸收波長小于387nm的紫外光，對(duì)于可見光不能進(jìn)行有效地吸收，所以對(duì)太陽光的利用率較低。還有，光生電子-空穴對(duì)在光照后轉(zhuǎn)為暗態(tài)時(shí)復(fù)合速度快，會(huì)使光生陰極保護(hù)作用難以維持。為了提高TiO2對(duì)太陽光的利用率，使其吸收范圍擴(kuò)展到可見光區(qū)，可采取多種方法對(duì)其改性，如金屬或者非金屬摻雜、復(fù)合半導(dǎo)體或表面光敏化等。為保持暗態(tài)時(shí)TiO2膜的某些光電化學(xué)特性，有人采用不同能級(jí)的半導(dǎo)體(如51!02或冊(cè)3等)作為電子儲(chǔ)存材料與TiO2組成復(fù)合膜，使其在光照轉(zhuǎn)為暗態(tài)時(shí)也能維持一定的特殊作用。對(duì)TiO2進(jìn)行改性的一個(gè)重要方法是復(fù)合窄禁帶半導(dǎo)體，如CdS、CdSe和PbS，但這幾種物質(zhì)有較大的生物毒性，不利于在某些環(huán)境中的應(yīng)用。因此，研究和選擇一些毒性較小、污染較小的替代品，作為TiO2復(fù)合膜的組分并提高其光電轉(zhuǎn)化性能有重要意義。Ag2S是一種毒性低、禁帶寬度(Eg=LOeV)小的半導(dǎo)體，可實(shí)現(xiàn)全譜范圍吸收，光電轉(zhuǎn)換效率較高，如應(yīng)用于制備TiO2復(fù)合膜有可能獲得良好的光電轉(zhuǎn)化性能，作為光陽極的復(fù)合膜可能產(chǎn)生優(yōu)良的光生陰極保護(hù)作用。不銹鋼是一類重要金屬材料，在各行各業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。但是，不銹鋼的“不銹”是相對(duì)的，在許多環(huán)境中，不銹鋼的腐蝕現(xiàn)象還是嚴(yán)重的，仍需采用一定的措施控制其腐蝕。由于材料和環(huán)境條件的差異，不銹鋼的腐蝕控制技術(shù)仍需進(jìn)行研究和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了克服以往制備的TiO2薄膜光電效率較低，在暗態(tài)下難以維持良好光生陰極保護(hù)效應(yīng)等問題，提供一種具有高效性、低毒性的用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法。本發(fā)明包括以下步驟:1)鈦基體試樣的制備:將鈦箔作為基體，依次在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲波清洗得鈦基體試樣；2)鈦表面TiO2納米管陣列膜的制備:將NH4F溶解在去離子水中，加入丙三醇混勻，以鉬作為對(duì)電極，陽極氧化后，將樣品煅燒，再隨爐冷卻至室溫，即可在鈦表面制得TiO2納米管陣列膜；3) Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備:在TiO2納米管陣列膜表面制備Ag2S納米顆粒，具體方法是:先配制含0.03 0.lmol/L AgNO3的乙醇水溶液和含0.03 0.lmol/L Na2S的甲醇溶液，其中AgNO3乙醇水溶液的制備方法為0.2548 0.8494g的AgNO3固體溶解于50mL乙醇水溶液中，乙醇和水的體積比為6 9，Na2S甲醇溶液的制備方法為0.0234
0.0780g的Na2S溶于IOmL甲醇溶液；將制備的TiO2膜樣品置于上述Ag+溶液中浸潰I 2min，然后用乙醇溶液沖洗，放置至樣品表面干燥后，再放入含S2-的甲醇溶液中浸潰I 2min，再用乙醇溶液沖洗，又放置至樣品表面干燥，如此循環(huán)浸潰8 15次，最終制得用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極。在步驟I)中，所述鈦箔可采用鈦含量在99.9%以上，厚度為0.05 0.2mm的純鈦箔；所述鈦基體試樣最好為長方形，長度最好為1.5 2.5cm,寬度最好為10 15_。在步驟2)中，所述NH4F、去離子水和丙三醇的比例可為(4.5 5.5)g: (350 450)mL: (450 550)mL，其中，NH4F以質(zhì)量計(jì)算，去離子水和丙三醇以體積計(jì)算；所述陽極氧化的條件可為于18 25V電壓下陽極氧化25 35min ;所述煅燒的條件可為:將樣品放置在馬弗爐中于450 500°C下煅燒1.5 2h。所制備的用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的光生陰極保護(hù)效應(yīng)的測試方法如下:采用光電解池和腐蝕電解池組成的雙電解池系統(tǒng)。Ag2S/Ti02納米膜為光陽極，置于光電解池中，其中電解質(zhì)為0.1 0.3mol/L Na2S和0.1 0.3mol/L NaOH的混合溶液。腐蝕電解池為三電極體系，工作電極為被保護(hù)的金屬(不銹鋼)，對(duì)電極為Pt電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，以0.3 1.0mol/L NaCl為腐蝕介質(zhì)溶液。光陽極與被保護(hù)的金屬電極通過銅導(dǎo)線連接，光電解池與腐蝕電解池通過鹽橋(含1.0mol/L KCl的瓊脂)連接。以150W高壓Xe燈作為白光光源，直接照射于光電解池中TiO2復(fù)合膜表面，然后，用恒電位儀測試金屬電極在光照前后的電位變化。本發(fā)明先利用陽極氧化法在鈦箔表面制備有一定厚度的TiO2納米管陣列膜，再將制備的納米管膜分別交替浸潰于含有Ag+離子和S2-離子的溶液中。選擇合適的Ag+和S2-的濃度、浸潰時(shí)間、循環(huán)次數(shù)以控制制備的Ag2S顆粒的大小和數(shù)量。然后，把表面有Ag2S/Ti02復(fù)合膜的鈦箔浸泡于某種電解質(zhì)溶液中作為光陽極，并用導(dǎo)線使之與被保護(hù)的金屬(不銹鋼)連接，即可對(duì)金屬起到光生陰極保護(hù)作用。本發(fā)明的基本原理:Ti02與窄帶隙的半導(dǎo)體Ag2S復(fù)合。光照下Ag2S吸收光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，由于Ag2S的態(tài)密度和TiO2的態(tài)密度會(huì)發(fā)生重疊，兩者的導(dǎo)帶位置發(fā)生重疊，可以使兩者產(chǎn)生的光生電子向TiO2移動(dòng)，最后向連接的被保護(hù)的金屬遷移，使金屬表面的電子增加，電位降低至遠(yuǎn)低于金屬的腐蝕電位，使金屬發(fā)生陰極極化，從而使金屬腐蝕受到控制。光生空穴從TiO2的價(jià)帶轉(zhuǎn)移到Ag2S的價(jià)帶，有效地實(shí)現(xiàn)電子和空穴的分離。因此，通過Ag2S與TiO2組成納米復(fù)合膜可有效提高薄膜對(duì)金屬的光生陰極保護(hù)效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明制備的Ag2S/Ti02納米復(fù)合膜，具有涂層均勻和完整的特點(diǎn)，可作為光生陰極保護(hù)系統(tǒng)中的光陽極。光照時(shí)該復(fù)合膜可使連接的被保護(hù)金屬的電極電位大幅度下降，更重要的是在暗態(tài)時(shí)仍然可較長時(shí)間地維持優(yōu)良的陰極保護(hù)作用。本發(fā)明方法制備的復(fù)合膜在0.lmol/L Na2S+0.2mol/LNa0H溶液中，白光照射時(shí)，可使與之連接的處于0.5mol/L NaCl溶液中的原來耐蝕性較差的403不銹鋼電極電位相對(duì)于自然腐蝕電位下降500mV，發(fā)生顯著的陰極極化。而且在停止光照后，不銹鋼電極電位上升較少，還低于不銹鋼的自然腐蝕電位約400mV，表明在暗態(tài)下也具有良好的陰極保護(hù)效應(yīng)，而且具有良好的穩(wěn)定性效果。綜上所述，本發(fā)明應(yīng)用陽極氧化法先在鈦箔表面制備TiO2納米管陣列膜，再采用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法于膜表面沉積一層Ag2S納米顆粒，以得到Ag2S/Ti02復(fù)合膜。該復(fù)合膜作為光陽極顯示出優(yōu)良的光生陰極保護(hù)效應(yīng)。


圖1為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ag2S/Ti02納米薄膜表面形貌(SEM圖)的表面圖。在圖1中，標(biāo)尺為lOOnm。圖2為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ag2S/Ti02納米薄膜表面形貌(SEM圖)的側(cè)面圖。在圖2中，標(biāo)尺為200nm。圖3為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的紫外-可見吸收光譜圖。在圖3中，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度。圖4為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的暫態(tài)光電流圖。在圖4中，橫坐標(biāo)為時(shí)間(S)，縱坐標(biāo)為光電流(nA)。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中403不銹鋼在0.5mol/L NaCl溶液中與Ag2S/Ti02納米薄膜光陽極連接，光照前后在0.5mol/L NaCl溶液中電極電位隨時(shí)間變化曲線。在圖5中，橫坐標(biāo)為時(shí)間Cl)，縱坐標(biāo)為電極電位(V vs.SCE)。light on表示光照，light off表示關(guān)閉光源即暗態(tài)。圖6為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的表面形貌(SEM圖)的表面圖。在圖6中，標(biāo)尺為100nm。圖7為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的表面形貌(SEM圖)的側(cè)面圖。在圖7中，標(biāo)尺為200nm。
圖8為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的紫外-可見吸收光譜圖。在圖8中，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度。圖9為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2制備的Ag2S/Ti02納米薄膜的暫態(tài)光電流圖。在圖9中，橫坐標(biāo)為時(shí)間(S)，縱坐標(biāo)為光電流(nA)。圖10為本發(fā)明實(shí)施例2中403不銹鋼與量子點(diǎn)敏化納米薄膜光陽極連接，光照前后在0.5mol/L NaCl溶液中電極電位隨時(shí)間變化曲線。在圖10中，橫坐標(biāo)為時(shí)間(h)，縱坐標(biāo)為電極電位(V vs.SCE)。light on表示光照，light off表示關(guān)閉光源，即暗態(tài)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1按照上述技術(shù)方案(具體步驟)，制備Ag2S/Ti02納米薄膜，并測試薄膜作為光陽極對(duì)403不銹鋼的陰極保護(hù)效果。取0.1mm厚的長方形純鈦箔為試樣,其長15mm,寬為10mm。先后在丙酮、無水乙醇和去離子水中依次超聲波清洗lOmin。稱取5.233g NH4F,溶解在423mL去離子水中，加入500mL丙三醇，混勻。室溫下，以清潔后的鈦箔為陽極，鉬片為陰極，在上述混合液中，以20V電壓陽極氧化30min。然后將樣品放置在馬弗爐中于450°C下煅燒2.0h，再隨爐冷卻至室溫，即在Ti表面制得TiO2納米管陣列膜。將制備的TiO2納米管陣列膜置于含0.lmol/L Ag+的乙醇水溶液(將0.8494gAgNO3溶于50mL乙醇水溶液， 水與乙醇體積比為1:9)中浸泡Imin后取出，用乙醇清洗后自然晾干，然后將樣品置于0.lmol/L Na2S的甲醇溶液(將0.0780g的Na2S溶于IOmL甲醇溶液)中浸泡lmin，再用乙醇溶液清洗后晾干。如此循環(huán)浸泡8次。Ag2S/Ti02納米復(fù)合膜光生陰極保護(hù)測試:以Ag2S/Ti02納米薄膜為光陽極，置于含有0.lmol/L Na2S+0.2mol/L NaOH溶液的光電解池中。被保護(hù)的403不銹鋼為工作電極置于腐蝕電解池中，并以Pt電極為對(duì)電極,飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，0.5mol/L NaCl為介質(zhì)溶液。光陽極與不銹鋼電極通過導(dǎo)線連接，光電解池與腐蝕電解池通過鹽橋(含
1.0mol/L KCl的瓊脂)連接。光照時(shí)以150W高壓Xe燈作為白光光源，直接照射于光電解池中復(fù)合薄膜表面。圖1與圖2為制得的Ag2S/Ti02納米復(fù)合膜的SEM圖(表面圖和側(cè)面圖)?？梢钥闯?，復(fù)合膜比較均勻，而且管的內(nèi)外壁都有沉積的Ag2S納米顆粒。圖3為不同納米膜的紫外-可見吸收光譜，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度?？梢钥闯黾僒iO2納米薄膜的光吸收范圍主要在紫外光區(qū)，其光譜吸收邊大約為400nm。當(dāng)復(fù)合Ag2S后，納米膜的可見光區(qū)吸收強(qiáng)度顯著增加，光譜吸收邊移至600nm左右，表明Ag2S顆?？蓴U(kuò)大對(duì)可見光的吸收范圍。圖4為不同納米薄膜的暫態(tài)光電流譜，橫坐標(biāo)為時(shí)間(S)，縱坐標(biāo)為光電流(nA)?？梢钥闯?，當(dāng)薄膜為純TiO2納米膜時(shí),暫態(tài)光電流最大值為900nA左右,如圖4(a)所示。當(dāng)膜表面沉積Ag2S后，圖4(b)顯示暫態(tài)光電流最大值為3200nA，表明沉積Ag2S顆粒后，光電流強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。主要是由于Ag2S為窄帶隙的半導(dǎo)體(Eg=LOeV),與TiO2復(fù)合后，可以擴(kuò)大光吸收范圍，有效地提高對(duì)光的利用率。
圖5為403不銹鋼在0.5mol/L NaCl溶液中分別與處于光電解池中純TiO2膜和Ag2S/Ti02復(fù)合膜電極耦連后電極電位隨時(shí)間的變化曲線，橫坐標(biāo)為時(shí)間(h)，縱坐標(biāo)為電極電位(V)。當(dāng)不銹鋼與光照下的純1102膜電極耦連時(shí)，403不銹鋼的電位即從自然腐蝕電位約50mV降至約_300mV，有較好的光生陰極保護(hù)效果。當(dāng)與復(fù)合膜連接時(shí)，光照下不銹鋼的電極電位可下降至約_450mV，而且隨著光照時(shí)間的延長電位沒有出現(xiàn)上升趨勢，表明在TiO2膜表面的Ag2S的穩(wěn)定性良好。當(dāng)切斷光源時(shí)不銹鋼電位比同樣條件下純TiO2膜連接時(shí)的電位低350mV。切斷光源2h后，再次進(jìn)行光照，此時(shí)與復(fù)合膜連接的不銹鋼的電極電位又迅速下降到_450mV左右，而且隨著光照的進(jìn)行，電位也相對(duì)較穩(wěn)定，仍比和純TiO2連接時(shí)低150mV，具有更高的光生陰極保護(hù)效應(yīng)。說明Ag2S/Ti02納米復(fù)合膜是穩(wěn)定的，而且能對(duì)403不銹鋼起到良好的光生陰極保護(hù)效應(yīng)。實(shí)施例2以0.1mm厚的長方形純鈦箔為試樣,其長15mm,寬為10mm。分別先后在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲波清洗lOmin。稱取5.233g NH4F,溶解在423mL去離子水中，加入500mL丙三醇，混勻。室溫下，以鉬作對(duì)電極，在上述溶液中，于20V電壓下陽極氧化30min。然后將樣品放置在馬弗爐中于450°C下煅燒2.0h并隨爐冷卻至室溫，即在Ti表面制得TiO2納米管陣列膜。將制備的TiO2納米管陣列膜置于含0.05mol/L Ag+的乙醇水溶液((將0.4247gAgNO3溶于50mL乙醇水溶液，水與乙醇體積比為1:9)中浸泡Imin后取出，用乙醇清洗后自然晾干，然后將樣品置于0.05mol/L Na2S的甲醇溶液(將0.0390g的Na2S溶于IOmL甲醇溶液)中浸泡lmin，再用乙醇溶液清洗后晾干。如此循環(huán)浸泡11次。Ag2S/Ti02m米復(fù)合膜光生陰極保護(hù)效應(yīng)的測試。以Ag2S/Ti02納米薄膜為光陽極，置于光電解池中，其中電解質(zhì) 為0.lmol/L Na2S+0.2mol/L NaOH溶液。腐蝕電解池為三電極體系，工作電極為被保護(hù)的403不銹鋼，對(duì)電極為Pt電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，以0.5mol/L NaCl為介質(zhì)溶液。光陽極與被保護(hù)的金屬電極通過導(dǎo)線連接,光電解池與腐蝕電解池通過鹽橋(含1.0mol/L KCl的瓊脂)連接。光照時(shí)以150W高壓Xe燈作為白光光源，直接照射于光電解池中復(fù)合薄膜表面。圖6與圖7為制得的Ag2S/Ti02納米薄膜的SEM圖(表面圖和側(cè)面圖)?？梢钥闯觯搹?fù)合膜比較均勻，而且在管的內(nèi)外壁都有Ag2S顆粒的分布。圖8為不同納米薄膜的紫外吸收光譜，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度。相比純TiO2納米薄膜的只在紫外光區(qū)有吸收，Ag2SAiO2復(fù)合膜的吸收光譜向可見光區(qū)移動(dòng)，至600nm左右，提高了可見光的利用率。圖9為不同納米薄膜的暫態(tài)光電流譜，橫坐標(biāo)為時(shí)間(S)，縱坐標(biāo)為光電流(nA)?？梢钥闯觯?dāng)薄膜為純TiO2納米膜時(shí),如圖9 (a)所示,暫態(tài)光電流達(dá)到最大值900nA左右。當(dāng)膜表面沉積Ag2S后，圖9(b)顯示其光電流強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，暫態(tài)電流增強(qiáng)至3600nA，因?yàn)锳g2S是一種對(duì)可見光有吸收的窄帶隙的半導(dǎo)體，所以與TiO2復(fù)合后可以擴(kuò)大光吸收范圍，提高光電轉(zhuǎn)化效率。圖10為403不銹鋼在0.5mol/L NaCl溶液中分別與處于光電解池中純TiO2薄膜和沉積Ag2S的復(fù)合薄膜電極耦連前后電極電位隨時(shí)間的變化曲線，橫坐標(biāo)為時(shí)間(h)，縱坐標(biāo)為電極電位(V)。當(dāng)不銹鋼與光照下的純TiO2膜電極耦連時(shí)，403不銹鋼的電位即從腐蝕電位約IOOmV降至約-350mV，起到一定的光生陰極保護(hù)效果。當(dāng)與復(fù)合膜耦連時(shí)，不銹鋼的電極電位下降至-450mv。此復(fù)合膜光陽極與單純的TiO2光陽極比較，可使403不銹鋼電極電位下降的幅度增加100mV，隨著光照時(shí)間的延長，電位逐漸下降。當(dāng)切斷光源時(shí)，403不銹鋼的電極電位微弱上升，但此時(shí)403不銹鋼電極電位遠(yuǎn)低于和純TiO2耦連時(shí)的不銹鋼電位。再次進(jìn)行光照，此時(shí)與復(fù)合膜連接的不銹鋼的電極電位又迅速下降到_450mV左右，表明Ag2S的穩(wěn)定性良好。以上結(jié)果顯示Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極比純TiO2薄膜具有更優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，對(duì)403·不銹鋼表現(xiàn)出良好的光生陰極保護(hù)作用。
權(quán)利要求
1.用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)鈦基體試樣的制備:將鈦箔作為基體，依次在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲波清洗得鈦基體試樣； 2)鈦表面TiO2納米管陣列膜的制備:將NH4F溶解在去離子水中，加入丙三醇混勻，以鉬作為對(duì)電極，陽極氧化后，將樣品煅燒，再隨爐冷卻至室溫，即可在鈦表面制得TiO2納米管陣列膜； 3)Ag2SAiO2復(fù)合膜光陽極的制備:在TiO2納米管陣列膜表面制備Ag2S納米顆粒，具體方法是:先配制含0.03 0.lmol/L AgNO3的乙醇水溶液和含0.03 0.lmol/L Na2S的甲醇溶液，其中AgNO3乙醇水溶液的制備方法為0.2548 0.8494g的AgNO3固體溶解于50mL乙醇水溶液中，乙醇和水的體積比為6 9，Na2S甲醇溶液的制備方法為0.0234 0.0780g的Na2S溶于IOmL甲醇溶液；將制備的TiO2膜樣品置于上述Ag+溶液中浸潰I 2min，然后用乙醇溶液沖洗，放置至樣品表面干燥后，再放入含S2-的甲醇溶液中浸潰I 2min，再用乙醇溶液沖洗，又放置至樣品表面干燥，如此循環(huán)浸潰8 15次，最終制得用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極。
2.如權(quán)利要求1所述用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述鈦箔采用鈦含量在99.9%以上，厚度為0.05 0.2mm的純鈦箔。
3.如權(quán)利要求1所述用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述鈦基體試樣為長方形，長度為1.5 2.5cm,寬度為10 15_。
4.如權(quán)利要求1所述用于光 生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述NH4F、去離子水和丙三醇的比例為(4.5 5.5)g: (350 450)mL: (450 550)mL，其中，NH4F以質(zhì)量計(jì)算，去離子水和丙三醇以體積計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述陽極氧化的條件為于18 25V電壓下陽極氧化25 35min。
6.如權(quán)利要求1所述用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/Ti02復(fù)合膜光陽極的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述煅燒的條件為:將樣品放置在馬弗爐中于450 500°C下煅燒1.5 2h。
全文摘要
用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/TiO2復(fù)合膜光陽極的制備方法，涉及一種復(fù)合膜光陽極。提供一種具有高效性、低毒性的用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/TiO2復(fù)合膜光陽極的制備方法。1)鈦基體試樣的制備將鈦箔作為基體，依次在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲波清洗得鈦基體試樣；2)鈦表面TiO2納米管陣列膜的制備將NH4F溶解在去離子水中，加入丙三醇混勻，以鉑作為對(duì)電極，陽極氧化后，將樣品煅燒，再隨爐冷卻至室溫，即可在鈦表面制得TiO2納米管陣列膜；3)Ag2S/TiO2復(fù)合膜的制備在TiO2納米管陣列膜表面制備Ag2S納米顆粒，制得用于光生陰極保護(hù)的Ag2S/TiO2復(fù)合膜光陽極。
文檔編號(hào)C25D11/26GK103205760SQ20131015456
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者杜榮歸, 徐璐, 朱燕峰, 張娟, 林昌健 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)