研究目的
制备并评估还原氧化石墨烯/SnO?/TiO?复合材料作为304不锈钢光电阴极?;さ墓庋艏?,旨在增强其在光照和黑暗条件下的耐腐蚀性。
研究成果
RGO/SnO2/TiO2复合材料(尤其是含80 mg氧化石墨烯的RST-C)通过增强电荷分离与电子存储能力,在光照和黑暗条件下均能为304不锈钢提供有效的光电阴极?;?。异质结结构与石墨烯的引入提升了可见光响应及耐腐蚀性能,使其成为金属防腐应用中极具前景的材料。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的合成与测试,未涉及实际环境中的可扩展性和长期耐久性。使用氙灯可能无法完全模拟自然阳光条件。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热法合成了不同石墨烯含量的RGO/SnO?/TiO?复合材料,并与纯TiO?进行对比。理论模型包含用于改善电荷分离的异质结结构。
2:样品选择与数据来源:
样品以天然石墨为原料通过Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并采用SnCl?·5H?O和TiCl?作为前驱体。根据GO含量制备了不同复合材料(RST-A至RST-D)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括高压反应釜、离心机、干燥箱、管式炉、透射电镜(JEOL JEM-2100)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 460)、X射线衍射仪(SHIMADZU XRD-6000)、紫外-可见分光光度计(SHIMADZU UV-3600)、电化学工作站(CHI660D)、氙灯、铂箔、饱和甘汞电极(SCE)及NaCl溶液。材料包括GO、SnCl?·5H?O、NaOH、TiCl?、蒸馏水和Nafion溶液。
4:0)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 460)、X射线衍射仪(SHIMADZU XRD-6000)、紫外-可见分光光度计(SHIMADZU UV-3600)、电化学工作站(CHI660D)、氙灯、铂箔、饱和甘汞电极(SCE)及NaCl溶液。材料包括GO、SnCl?·5H?O、NaOH、TiCl?、蒸馏水和Nafion溶液。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将GO分散并超声处理;通过水热法在GO上沉积SnO?;水热法加入TiO?;复合材料经煅烧处理。电极通过将分散液浸涂于304不锈钢(304SS)制备。电化学测量包括在3.5% NaCl溶液中光照/黑暗循环下的光电流、开路电位(OCP)、塔菲尔曲线和电化学阻抗谱(EIS)。
5:5% NaCl溶液中光照/黑暗循环下的光电流、开路电位(OCP)、塔菲尔曲线和电化学阻抗谱(EIS)。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用等效电路模型分析EIS数据,通过塔菲尔外推法获取腐蚀参数,利用紫外-可见光谱计算带隙。
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