ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应

王海鹏 ,  官自超 ,  王霞 ,  金飘 ,  许慧 ,  陈丽芳 ,  宋光铃 ,  杜荣归

引用本文: 王海鹏, 官自超, 王霞, 金飘, 许慧, 陈丽芳, 宋光铃, 杜荣归. ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应[J]. 物理化学学报, 2019, 35(11): 1232-1240. doi: 10.3866/PKU.WHXB201901025 shu
Citation:  WANG Haipeng, GUAN Zichao, WANG Xia, JIN Piao, XU Hui, CHEN Lifang, SONG Guangling, DU Ronggui. Fabrication of a ZnSe/MoO3/TiO2 Composite Film Exhibiting Photocathodic Protection Effect[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2019, 35(11): 1232-1240. doi: 10.3866/PKU.WHXB201901025 shu

ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应

    通讯作者: 宋光铃, guangling.song@hotmail.com; 杜荣归, rgdu@xmu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21573182, 51731008, 51671163, 21621091, J1310024)资助项目

摘要: 针对TiO2半导体不能有效吸收可见光,光电转换效率较低等问题,可通过对TiO2半导体进行修饰和改性,制备TiO2复合材料,提高其光电化学性能。因此,本工作以Ti表面制备的TiO2纳米管膜为基础,分别应用循环伏安电沉积法和脉冲电沉积法在膜表面先后沉积MoO3和ZnSe颗粒,获得具有级联能带结构的ZnSe/MoO3/TiO2纳米管复合膜,并将其应用于对403不锈钢(403SS)实施光生阴极保护。相较于纯TiO2纳米管膜,紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光(PL)谱测试表明,ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的吸收边红移,在可见光区具有良好的光吸收性能,光生载流子复合得到更有效抑制。光电化学测试表明,白光照射下,处于0.5 mol·L−1 KOH溶液中的ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的光电流密度达到了同条件下纯TiO2膜的2倍,可使与之耦连的浸泡于0.5 mol·L−1 NaCl溶液中的403SS电极电位下降470 mV,显示出良好的光生阴极保护效应。复合膜还具有一定的储能特性,在光照后又转为暗态的22.5 h内仍对403SS具有一定阴极保护作用。

English

    1. [1]

      Chen, X. B.; Mao, S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891. doi: 10.1021/cr0500535

    2. [2]

      李欢欢, 陈润锋, 马琮, 张胜兰, 安众福, 黄维.物理化学学报, 2011, 27, 1017. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110514Li, H. H.; Chen, R. F.; Ma, C.; Zhang, S. L.; An, Z. F.; Huang, W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1017. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110514

    3. [3]

      张剑芳, 王岩, 沈天阔, 舒霞, 崔接武, 陈忠, 吴玉程.物理化学学报, 2014, 30, 1535. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405221Zhang, J. F.; Wang, Y.; Shen, T. K.; Shu, X.; Cui, J. W.; Chen, Z.; Wu, Y. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1535. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405221

    4. [4]

      Liu, C. B.; Wang, L. L.; Tang, Y. H.; Luo, S. L.; Liu, Y. T.; Zhang, S. Q.; Zeng, Y. X.; Xu, Y. Z. Appl. Catal. B- Environ. 2015, 164, 1. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.08.046

    5. [5]

      Fujishima, A.; Honda, K. Natrue 1972, 238, 37. doi: 10.1038/238037a0

    6. [6]

      Yuan, J. N.; Tsujikawa, S. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 3444. doi: 10.1149/1.2050002

    7. [7]

      Ohko, Y.; Saitoh, S.; Tatsuma, T.; Fujishima, A. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, B24. doi: 10.1149/1.1339030

    8. [8]

      Park, H.; Kim, K. Y.; Choi, W. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4775. doi: 10.1021/jp025519r

    9. [9]

      朱燕峰, 张娟, 张义永, 丁敏, 漆海清, 杜荣归, 林昌健.物理化学学报, 2012, 28, 393. doi: 10.3866/PKU.WHXB201112163Zhu, Y. F.; Zhang, J.; Zhang, Y. Y.; Ding, M.; Qi, H. Q.; Du, R. G.; Lin, C. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 393. doi: 10.3866/PKU.WHXB201112163

    10. [10]

      Zhou, H. L.; Qu, Y. Q.; Zeid, T.; Duan, X. F. Energy Environ Sci. 2012, 5, 6732. doi: 10.1039/c2ee03447f

    11. [11]

      Xu, H.; Ouyang, S. X.; Liu, L. Q.; Reunchan, P.; Umezawa, N.; Ye, J. H. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 12642. doi: 10.1039/c4ta00941j

    12. [12]

      Bai, H. W.; Liu, Z. Y.; Sun, D. D. J. Am. Ceram. Soc. 2013, 96, 942. doi: 10.1111/jace.12071

    13. [13]

      Zhang, J.; Du, R. G.; Lin, Z. Q.; Zhu, Y. F.; Guo, Y.; Qi, H. Q.; Xu, L.; Lin, C. J. Electrochim. Acta 2012, 83, 59. doi: 10.1016/j.electacta.2012.07.120

    14. [14]

      邹学军, 李新勇, 肇启东, 陈国华.高等学校化学学报, 2012, 33, 1046. doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.05.033Zou, X. J.; Li, X. Y.; Zhao, Q. D.; Chen, G. H. Chem. J. Chinese Univ. 2012, 33, 1046. doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.05.033

    15. [15]

      Livraghi, S.; Paganini, M. C.; Giamello, E.; Selloni, A.; Valentin, C. D.; Pacchioni, G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15666. doi: 10.1021/ja064164c

    16. [16]

      Park, Y.; Kim, W.; Park, H.; Tachikawa, T.; Majima, T.; Choi, W. Appl. Catal. B- Environ. 2009, 91, 355. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.06.001

    17. [17]

      Zaleska, A.; Sobczak, J. W.; Grabowska, E.; Hupka, J. Appl. Catal. B- Environ. 2008, 78, 92. doi: 10.1016/j.apcatb.2007.09.005

    18. [18]

      Huang, F. Z.; Li, Q.; Thorogood, G. J.; Cheng, Y. B.; Caruso, R. A. J. Mater. Chem. 2012, 22, 17128. doi: 10.1039/c2jm32409a

    19. [19]

      Momeni, M. M.; Ghayeb, Y. J. Electroanal. Chem. 2015, 751, 43. doi: 10.1016/j.jelechem.2015.05.035

    20. [20]

      Tatsuma, T.; Saitoh, S.; Ohko, Y.; Fujishima, A. Chem. Mater. 2001, 13, 2838. doi: 10.1021/cm010024k

    21. [21]

      Hu, J.; Guan, Z. C.; Liang, Y.; Zhou, J. Z.; Liu, Q.; Wang, H. P.; Zhang, H.; Du, R. G. Corros. Sci. 2017, 125, 59. doi: 10.1016/j.corsci.2017.06.003

    22. [22]

      Hou, Y.; Li, X. Y.; Zhao, Q. D.; Chen, G. H.; Raston, C. L. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 4042. doi: 10.1021/es204079d

    23. [23]

      Zhang, N.; Zhang, Y. H.; Pan, X. Y.; Yang, M. Q.; Xu, Y. J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18023. doi: 10.1021/jp303503c

    24. [24]

      Kim, H.; Kim, J.; Kim, W.; Choi, W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9797. doi: 10.1021/jp1122823

    25. [25]

      Wang, C.; Wu, L. X.; Wang, H.; Zuo, W. H.; Li, Y. Y.; Liu, J. P. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 3524. doi: 10.1002/adfm.201500634

    26. [26]

      Sun, S. P.; Liao, X. M.; Sun, Y.; Yin, G. F.; Yao, Y. D.; Huang, Z. B.; Pu, X. M. RSC Adv. 2017, 7, 22983. doi: 10.1039/c7ra01164d

    27. [27]

      Ashok, A.; Vijayaraghavan, S. N.; Nair, S. V.; Shanmugam, M. RSC Adv. 2017, 7, 48853. doi: 10.1039/c7ra08988k

    28. [28]

      Liu, Q.; Hu, J.; Liang, Y.; Guan, Z. C.; Zhang, H.; Wang, H. P.; Du, R. G. J. Electrochem. Soc. 2016, 163, C539. doi: 10.1149/2.0481609jes

    29. [29]

      ThanhThuy, T. T.; Feng, H.; Cai, Q. Y. Chem. Eng. J. 2013, 223, 379. doi: 10.1016/j.cej.2013.03.025

    30. [30]

      Nguyen, V.; Li, W. L.; Pham, V.; Wang, L. J.; Sheng, P. T.; Cai, Q. Y.; Grimes, C. J. Colloid Interface Sci. 2016, 462, 389. doi: 10.1016/j.jcis.2015.10.005

    31. [31]

      Guan, Z. C.; Wang, H. P.; Wang, X.; Hu, J.; Du, R. G. Corros. Sci. 2018, 136, 60. doi: 10.1016/j.corsci.2018.02.048

    32. [32]

      Zhu, L.; Peng, M. M.; Cho, K. Y.; Ye, S.; Sarkar, S.; Ullah, K.; Meng, Z. D.; Oh, W. C. J. Korean Ceram. Soc. 2013, 50, 504. doi: 10.4191/kcers.2013.50.6.504

    33. [33]

      Zhai, C. Y.; Zhu, M. S.; Lu, Y. T.; Ren, F. F.; Wang, C. Q.; Du, Y. K.; Yang, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 14800. doi: 10.1039/c4cp01401d

    34. [34]

      Lorenz, K.; Bauer, S.; Gutbrod, K.; Guggenbichler, J. P.; Schmuki, P.; Zollfrank, C. Biointerphases 2011, 6, 16. doi: 10.1116/1.3566544

    35. [35]

      Guan, D. S.; Li, J. Y.; Gao, X. F.; Yuan, C. RSC Adv. 2014, 4, 4055. doi: 10.1039/c3ra44849e

    36. [36]

      Antony, R. P.; Mathews, T.; Dash, S.; Tyagi, A. K.; Raj, B. Mater. Chem. Phys. 2012, 132, 957. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.12.041

    37. [37]

      He, L. C.; Zhang, Y. A.; Zhang, S. L.; Zhou, X. T.; Lin, Z. X.; Guo, T. L. Mater. Technol. 2018, 33, 205. doi: 10.1080/10667857.2017.1396776

    38. [38]

      Rengaraj, S.; Li, X. Z. Chemosphere 2007, 66, 930. doi: 10.1016/j.chemosphere.2006.06.007

    39. [39]

      Jing, L. Q.; Qu, Y. C.; Wang, B. Q.; Li, S. D.; Jiang, B. J.; Yang, L. B.; Fu, W.; Fu, H. G.; Sun, J. Z. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 1773. doi: 10.1016/j.solmat.2005.11.007

    40. [40]

      Wu, Z.; Wang, Y. Y.; Sun, L.; Mao, Y. X.; Wang, M. Y.; Lin, C. J. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 8223. doi: 10.1039/c4ta00850b

    41. [41]

      Cummings, C. Y.; Marken, F.; Peter, L. M.; Tahir, A. A.; Wijayantha, K. G. U. Chem. Commun. 2012, 48, 2027. doi: 10.1039/c2cc16382a

    42. [42]

      Park, S. M.; Yoo, J. S. Anal. Chem. 2003, 75, 455A. doi: 10.1021/ac0313973

    43. [43]

      Chen, W.; Du, R. G.; Ye, C. Q.; Zhu, Y. F.; Lin, C. J. Electrochim. Acta 2010, 55, 5677. doi: 10.1016/j.electacta.2010.05.003

    44. [44]

      Hamadou, L.; Kadri, A.; Benbrahim, N. Appl. Surf. Sci. 2005, 252, 1510. doi: 10.1016/j.apsusc.2005.02.135

    45. [45]

      Takahashi, Y.; Ngaotrakanwiwat, P.; Tatsuma, T. Electrochim. Acta 2004, 49, 2025. doi: 10.1016/j.electacta.2003.12.032

    46. [46]

      Chitrada, K. C.; Gakhar, R.; Chidambaram, D.; Aston, E.; Raja, K. S. J. Electrochem. Soc. 2016, 163, H546. doi: 10.1149/2.0721607jes

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  15
  • 文章访问数:  2099
  • HTML全文浏览量:  450
文章相关
  • 发布日期:  2019-11-15
  • 收稿日期:  2019-01-09
  • 接受日期:  2019-02-26
  • 修回日期:  2019-02-25
  • 网络出版日期:  2019-11-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章