二维Ti3C2修饰WO3/SrTiO3异质结复合材料及其光电化学阴极保护性能
Photoelectrochemical cathodic protection performance of two-dimensional Ti3C2-modified WO3/SrTiO3 heterojunction composites
苏新悦 1王建省 1赵英娜 2庆达 1曾雄丰1
作者信息
- 1. 华北理工大学 材料科学与工程学院,河北省无机非金属材料实验室,唐山 063210
- 2. 华北理工大学 材料科学与工程学院,河北省无机非金属材料实验室,唐山 063210;河北省(唐山)陶瓷产业技术研究院,唐山 063007
- 折叠
摘要
引入第二相材料构建异质结及加入助催化剂都可以有效提高半导体材料的光电化学性能.本文设计制备了WO3/SrTiO3 异质结复合材料并选用助催化剂Ti3C2 进行修饰,在模拟太阳光环境下通过光电化学阴极保护技术保护 304不锈钢(304 SS).结果表明:Ti3C2-WO3/SrTiO3 复合材料的光电化学阴极保护性能显著增强.将 304 SS与Ti3C2-WO3/SrTiO3 复合材料耦合,可将 304 SS的电位从-0.13 V转移到-0.42 V,并且三元复合材料产生的光电流密度是单独使用SrTiO3 的 7倍.在WO3/SrTiO3 界面上形成的异质结电场及助催化剂Ti3C2 的加入协同提高了光生电子和空穴的分离效率,提高了光电化学阴极保护性能.
Abstract
The introduction of second-phase materials to construct heterojunctions and the addition of co-catalysts can effectively improve the photoelectrochemical performance of semiconductor materials.In this study,Ti3C2-WO3/SrTiO3 composites were designed and prepared to protect 304 stainless steel(304 SS)by photochemical cathodic protection technology in simulated sunlight environment.The results show that the photoelectrochemical cathodic protection performance of Ti3C2-WO3/SrTiO3 composites is significantly enhanced.Coupling 304 SS with Ti3C2-WO3/SrTiO3 composites transfers the potential of 304 SS from-0.13 V to-0.42 V,and the ternary composites produce a photocurrent density 7 times higher than SrTiO3 alone.The heterojunction electric field formed at the WO3/SrTiO3 interface and the addition of co-catalyst Ti3C2 synergistically improve the separation efficiency of photogenerated electrons and holes,and improve the photoelectrochemical cathodic protection performance.
关键词
异质结/助催化剂/Ti3C2-WO3/SrTiO3/复合材料/光电化学阴极保护Key words
heterojunctions/co-catalyst/Ti3C2-WO3/SrTiO3/composites/photoelectrochemical cathodic protec-tion引用本文复制引用
基金项目
河北省自然科学基金钢铁联合基金(E2021209002)
唐山市科技局项目(21130211D)
唐山市科技局项目(22130215H)
出版年
2024
NETL
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