[发明专利]一种水热法制备的MgIn2

说明书

本发明涉及一种用于光生阴极保护的纳米复合膜光阳极材料，尤其是涉及一种水热法制备纳米复合膜光阳极材料(MgIn₂S₄/In₂S₃/TiO₂复合膜光阳极)的方法。采用水热法在镁源、铟源和硫源作用下对TiO₂纳米管列阵进行修饰，使MgIn₂S₄/In₂S₃负载至TiO₂纳米管列阵上形成MgIn₂S₄/In₂S₃/TiO₂纳米复合膜光阳极材料。本发明所得复合膜光阳极材料MgIn₂S₄/In₂S₃/TiO₂在可见光下对316L不锈钢具有很好的阴极保护作用。

技术领域

本发明涉及一种用于光生阴极保护的纳米复合膜光阳极材料，尤其是涉及一种水热法制备纳米复合膜光阳极材料(MgIn₂S₄/In₂S₃/TiO₂复合膜光阳极)的方法。

背景技术

腐蚀是全世界面临的共同问题，据调查全球平均腐蚀损失数值在全球国民生产总值(GNP)中的比重高达3.4％。据侯保荣院士团队统计，我国2014年腐蚀成本约为2127.8亿元人民币，约占当年国内生产总值的3.34％。海洋环境复杂而恶劣，海水含盐量高、Cl-浓度高、富氧且存在大量微生物，加之海浪的冲击和强烈的阳光刺激，处在海洋环境中的钢铁结构的电化学腐蚀尤为严重。海洋腐蚀问题严重影响海洋开发建设工程，造成重大的财产损失。由于海洋金属腐蚀失效导致的海洋灾难更是数不胜数，不仅造成极大的经济损失，也给生命生态带来巨大危害。不锈钢作为一种优异的工程材料被广泛应用于工业、农业等各个领域。在海洋工程与船舶行业也有广泛应用，海洋工程中的海上钻井平台、海洋油气田、海底采矿装置等皆涉及不锈钢材料。然而不锈钢在海洋环境中使用比在普通大气环境下的耐蚀性差很多，因为在海洋环境中Cl-能优先选择性的吸附在不锈钢表面钝化膜上破坏钝化膜，形成点蚀。这些点蚀坑变作为活性中心加速不锈钢的腐蚀。传统的钢结构防腐手段已经难以满足海洋事业的发展。研究发现新型的防腐技术光生阴极保护因其具有较强的可操作性、清洁、节约资源和不消耗电能的优点而被广泛关注。

纳米TiO₂是一种安全、经济、环保的n型半导体，能带结构由价带 (VB)和导带(CB)两部分组成。由于其独特的优点，纳米TiO₂已经在污染物处理、水处理、太阳能电池等领域得到广泛应用，随着对TiO₂研究的深入，TiO₂在光生阴极保护方面应用也到了广泛研究，但是TiO₂因能隙较宽而仅能在紫外光照射时才能被激发，产生光电子，这导致其光利用率较低；另外，其光生载流子与空穴的复合也较快，致使光量子效率较低，这些缺点限制了TiO₂在光生阴极领域的实际应用。为此，近年来大量科学家采用窄带隙的半导体修饰TiO₂的方法，改善其光电性能。

发明内容

本发明的目的提供一种水热法制备的MgIn₂S₄/In₂S₃/TiO₂纳米复合膜光阳极材料及其方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：