BaTiO3／TiO2纳米管复合薄膜的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究

以阳极氧化法制备的TiO_2有序纳米管阵列为反应物和模板,采用微波水热法成功原位制备了BaTiO_3/TiO_2纳米管复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对复合薄膜的物相、形貌、尺寸及化学组成进行表征。利用电化学综合测试系统测量304不锈钢耦接微波水热不同时间制备薄膜后的电极电位、光电流密度和电化学阻抗谱(EIS)。结果表明,微波水热反应20 min制备了BaTiO_3/TiO_2纳米管结构,随着微波水热时间的延长,纳米管壁厚不断增加,管口内径不断减小,反应时间过长(60 min)会破坏纳米管形貌。相比耦接TiO_2纳米管薄膜的304不锈钢,耦接微波水热反应20min制备的复合薄膜的304不锈钢在白光照射下具有更负的电极电位(E=-500mV),更高的光电流密度(46μA/cm^2),更小的阻抗值(R_(ct)=552.6Ω·cm^2),这是由于BaTiO_3与TiO_2的协同效应减缓了光生电子-空穴的复合几率,提高了光量子效率,从而改善了对304不锈钢的光生阴极保护性能。