不锈钢表面二氧化钛复合膜层的制备及其性能研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：垒筮垄兰!日期：坦!幺．么．生关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交

2、流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：么式禹{!钞／_日期：矽／《幺／。导师签名：里望型∑魄日期：丝!z笸：[!万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文不锈钢表面二氧化钛复合膜层的制备及其性能研究摘要

3、

4、IIIIIIIIIIIIIIIIIIlY2692767近年来，环境污染中的有机物污染越来越严重，而且存在有机物浓度高、生物降解性差和生物毒性等特点。纳米TiO，可以利用部分太阳光能，使光催化反应在常温常压下进行，具有降解水中污染物、净化空气、杀菌和超亲水性等方面性能，并且反应速度快、对污

5、染物治理彻底、没有二次污染等特点，十分符合环境治理中高效率低消耗的要求。但是粉末状纳米Ti02光催化剂存在易失活、易凝聚、难于分离回收等缺点，给实用化及工业化带来一定的困难。克服这一障碍的有效途径是制备负载型Ti02光催化剂，即二氧化钛薄膜。本文利用多弧离子镀技术在304不锈钢表面渗镀纯钛膜层，并在纯钛膜层的基础上，利用微弧氧化技术通过改变微弧氧化电解液成分而形成Sn02掺杂的Ti02／Ti复合膜层，用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(YmD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外．可见光光分度计以及电化学工作站等分析手段研究微弧氧化复合膜层

6、的组织结构、化学成分、光催化性能和耐腐蚀性能。主要研究结果如下：(1)在304不锈钢表面多弧离子镀渗镀纯钛膜层由渗层和镀层组成，膜层成分在膜基界面呈梯度过渡，使得膜层与基体具有较好的结合力。(2)微弧氧化处理后膜层表面平整，存在大量孔隙，多弧离子镀固有的大颗粒对膜层没有影响。在微弧氧化电解液中添加锡酸盐后形成的复合膜层的孔隙率增加，孔隙分布也更加均匀，比表面积增大。(3)离子渗镀Ti和微弧氧化后形成的复合膜层主要有纯钛、锐钛矿、金红石以及少量氧化锡等物相组成，随微弧氧化时间延长和电解质浓度升1万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文高锐钛矿相对含量减少。计算表明

7、所得的二氧化钛的晶粒尺寸均达到纳米级。(4)微弧氧化反应后形成了Ti02．Sn02复合半导体，、膜层由渗钛层、纯钛层和微弧氧化层组成。(5)微弧氧化溶液中适量锡酸盐的加入有利于复合膜层光催化效率的提高，但过多的SnO：掺杂则导致膜层光催化性能降低。较长的微弧氧化时间，也会使得膜层锐钛矿型二氧化钛的相对含量减少，膜层的光催化效率降低。(6)微弧氧化形成的复合膜层的耐腐蚀性较不锈钢基体明显提高，但不同的微弧氧化膜层之间的耐腐蚀性能相差不多。关键词：不锈钢，Ti02，Sn02，多弧离子镀，微弧氧化，光催化，耐蚀性II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文PREPAR

8、ATIoNANDPERFoRMANCEoFTHEDUPLEXTi02FILMONTHESURFACEoFSTAINLESSSTEELABSTRACTInrecentyears，organicmatterpollutionismoreandmoreserious，anditisintheformofhighconcentrationoforganicmatter，poorbiodegradabilityandbiologicaltoxicity．Thephotocatalyticreactioncanbehappenedundernormaltemperatur

9、eandpressurethoughnanometerTi02particlebyusingpartofsunlight．Ti02hastheperformanceofthedegradationofwaterpollutants，airpurification，sterilizationandsuperhydrophilic．Furthermore，Ti02photocatalystwiththecharactersofhighphotocatalyticreactionspeed，pollutantdegradedthoroughlyandnosecond

10、arypollution，itispe