[发明专利]一种NH2

说明书

本发明提出了一种NHsubgt;2/subgt;‑MIL‑101(Cr)/TiOsubgt;2/subgt;复合光阳极及其制备方法和应用。本发明包括钛基体；钛基体的表面上设有复合膜，复合膜包括生长在钛基体表面上的TiOsubgt;2/subgt;纳米管膜和水热法合成在TiOsubgt;2/subgt;纳米管膜表面上的NHsubgt;2/subgt;‑MIL‑101(Cr)纳米颗粒多孔膜。本发明还给出了上述复合光阳极的制备方法，本发明的复合光阳极与金属阴极联用，用于抑制金属阴极的腐蚀。本发明的NHsubgt;2/subgt;‑MIL‑101(Cr)纳米颗粒多孔膜具有良好的可见光响应性，可以拓宽TiOsubgt;2/subgt;对可见光的吸收，有利于光进行多次散射，提高了光吸收强度，增加了对太阳光的利用率，光转换效率高，腐蚀电位降低，抑制了金属阴极的腐蚀，阴极保护效率高。

技术领域

本发明涉及光电极材料的技术领域，特别是指一种NH₂-MIL-101(Cr)/TiO₂复合光阳极及其制备方法和应用。

背景技术

金属是重要的功能与结构材料，被称为“工业的骨骼”。然而，受含盐量、氧浓度、温度、海洋生物以及微生物等多因素的作用，海洋平台与设备中的金属材料与结构极易发生腐蚀破坏，严重阻碍国家“蓝色经济”的发展并威胁着人们的生命安全。据评估，采取合理的防腐措施可以节省约15-35％的全球腐蚀成本。当前金属的海洋腐蚀防护技术主要存在资源、能源和环境污染等问题。因此，清洁环保以及节能可持续的光生阴极保护技术引起了人们的广泛关注。

光生阴极保护技术的原理是：通过吸收太阳光，具有光电转换性质的半导体材料产生光电子，光电子被及时有效地转移至金属从而使其发生阴极极化，金属电极电位下降，由此金属的腐蚀行为被抑制。

二氧化钛(TiO₂)具有良好的光电化学性质，而且，制备成本低，安全稳定。然而，将其作为光阳极时，其对金属的光生阴极保护效率较低。这是因为其禁带宽度较宽，光生载流子的分离与转移效率低，并且，其只能对占太阳光5％的紫外光有响应，光电转换效率较低。因此，有必要对TiO₂光阳极进行改性。

发明内容

本发明的目的是提供一种NH₂-MIL-101(Cr)/TiO₂复合光阳极及其制备方法和应用，旨在解决现有技术中TiO₂光阳极对金属的光生阴极保护效率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

在一个方面，本发明的一种NH₂-MIL-101(Cr)/TiO₂复合光阳极，包括钛基体；所述钛基体的表面上设有复合膜，所述复合膜包括生长在所述钛基体表面上的TiO₂纳米管膜和水热法合成在TiO₂纳米管膜表面上的NH₂-MIL-101(Cr)纳米颗粒多孔膜。