[发明专利]一种用于光生阴极保护的MnS/TiO2复合纳米管阵列膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜，其特征在于：复合纳米管阵列膜的平均管径为60-70纳米，管厚为1.7-2微米；其中，MnS颗粒均匀地附着于管口周围；

所述复合纳米管阵列膜为以钛箔为基体在抛光液中抛光后用两步阳极氧化法以铂片为对电极，在工作液中将钛片氧化并经煅烧处理后在基体表面形成规整形貌的TiO₂纳米管阵列薄膜，而后采用连续离子层吸附反应的方法在纳米管阵列薄膜上修饰MnS，再经煅烧处理得MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜。

2.按权利要求1所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜，其特征在于：所述钛箔基体经抛光液抛光处理后清洗，晾干后待用；其中，所述抛光液为NH₄F、蒸馏水、浓硝酸和双氧水的混合溶液；

所述工作液为含NH₄F和H₂O的乙二醇溶液。

3.一种权利要求1所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的制备方法，其特征在于：复合纳米管阵列膜为以钛箔为基体用两步阳极氧化法以铂片为对电极，在工作液存在下将钛片氧化并煅烧处理后在基体表面形成规整形貌的TiO₂纳米管阵列薄膜，而后采用连续离子层吸附反应的方法在纳米管阵列薄膜上修饰MnS，再经煅烧处理得到MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜。

4.按权利要求3所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的制备方法，其特征在于：

1)钛基体的预处理：将钛片用抛光液抛光，再用丙酮，无水乙醇，去离子水依次超声清洗并晾干待用；

2)钛表面TiO₂纳米管阵列膜的制备：以步骤1)中的钛基体作阳极，铂片为对电极，在工作液存在下经阳极氧化并在450-500℃下煅烧1-2h，之后随炉冷却至室温，即可在钛基体表面制得TiO₂纳米管阵列膜；

3)MnS/TiO₂复合膜光阳极的制备：将步骤2)获得的TiO₂纳米管再浸渍液中反复循环浸渍30-40次而后再在200-250℃下煅烧1-2h，即得用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合膜；

浸渍液依次为0.1mol/LMnCl₂溶液、去离子水、0.1mol/LNa₂S溶液和去离子水。

5.按权利要求4所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的制备方法，其特征在于：

所述抛光液为NH₄F、蒸馏水、浓硝酸和双氧水的混合溶液；

所述工作液为含NH₄F和H₂O的乙二醇溶液。

6.按权利要求4所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的制备方法，其特征在于：

在工作液的存在下将钛基体于20-30V电压下阳极氧化1-2小时后超声清洗1分钟晾干后再在20-30V电压下阳极氧化2-3小时；而后再将钛基体置于马弗炉中，以1-5℃/min的升温速率升到450-500℃并恒温1-2h，之后冷却至室温。

7.按权利要求4所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的制备方法，其特征在于：

所述反复循环浸渍中的每次浸渍过程为将TiO₂纳米管置于0.1mol/L MnCl₂溶液中浸渍40s，然后在去离子水中浸渍15s，再置于0.1mol/L Na₂S溶液中浸渍40s，再在去离子水中浸渍15s。

8.一种权利要求1所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的应用，其特征在于：

所述复合膜可作为用于抑制金属腐蚀的防腐蚀保护膜。

9.一种权利要求1所述的用于光生阴极保护的MnS/TiO₂复合纳米管阵列膜的应用，其特征在于：所述复合膜可作为光阳极。