[发明专利]钼酸钴基Z型光阳极材料及其高温固相制备方法和应用

说明书

本发明属于海洋建筑工程金属缓蚀技术领域，具体涉及一种钼酸钴基Z型光阳极材料及其高温固相制备方法和应用。所述钼酸钴基Z型光阳极材料按照包括下述步骤的方法制备得到：将含钨化合物、含钼化合物和含钴化合物混合研磨后，焙烧，即得所述钼酸钴基Z型光阳极材料。本发明的钼酸钴基Z型光阳极材料对海洋建筑工程的保护效果好，可实现海洋工程结构的光电阴极保护。

技术领域

本发明属于海洋建筑工程金属缓蚀技术领域，具体涉及一种钼酸钴基Z型光阳极材料及其高温固相制备方法和应用。

背景技术

地球上海洋面积广阔，蕴藏着丰富的自然资源。近年来，由于陆地资源的逐渐匮乏，促使了对海洋资源的大量开发。另外，经济全球化正在稳步推进，各国之间的贸易联系越来越密切，海运成为了重要的运输方式之一。然而无论海上开发、海上运输还是海上军事建设，最基本、使用量最大的工程材料就是钢铁。但是钢铁在海水中极易腐蚀，因此，为了海洋的开发，经济社会的发展，对海洋环境下的腐蚀和防护进行研究是必不可少的。此外，海洋钢筋混凝土构筑物腐蚀现象近些年来成为造成结构破坏，影响结构安全性的头号杀手。外加电流的阴极保护作为控制混凝土钢筋腐蚀一种有效的电化学方法，其有效性高，保护程度和年限较长，得到了国内外的普遍认可。然而，混凝土外加电流保护系统非常复杂，尤其是对深远海构筑物的维护困难，因此急需开发新型的阴极保护系统。

传统阴极保护包括牺牲阳极和外加电流的阴极保护方法，但此方法存在电能浪费和牺牲阳极损耗等不足。光电化学阴极保护因其绿色、节能、经济，受到学者的广泛关注。其原理是将光电阴极保护材料涂敷在被保护金属表面，或作为光阳极通过导线与被保护金属相连，当具有大于光电阴极保护材料带隙能量的光照射时，其价带中的电子吸收光子，并被激发到导带形成光生电子，而价带中于缺失电子而产生光生空穴。光生电子转移并富集在被保护金属表面，促使金属发生阴极极化而达到强制抑制金属腐蚀的目的，光生空穴则转移到光电阴极保护材料/溶液界面，与溶液中的还原性物质发生反应。由此可见，光电子的还原性和光空穴的氧化性是决定阴极保护效果的关键因素之一。

光电阴极保护光阳极多采用异质结的形式，提高光的利用效率和光生电荷的分离效率，然而，目前异质结多为II型异质结，但是它是以牺牲半导体材料的氧化还原性作为代价的，使得光生电子的还原性降低，难以转移到待保护钢筋上，从而不能对深远海构筑物钢材或者混凝土结构钢筋提供阴极保护或者保护效果不理想。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钼酸钴基Z型光阳极材料及其高温固相制备方法和应用，以解决现有技术中的光阳极材料对海洋建筑工程的保护效果不理想的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：钼酸钴基Z型光阳极材料的高温固相制备方法，包括下述步骤：将含钨化合物、含钼化合物和含钴化合物混合研磨后，焙烧，即得所述钼酸钴基Z型光阳极材料。

优选地，所述含钨化合物为钨盐、钨酸盐和氧化钨中的至少一种；所述含钼化合物为钼盐、钼酸盐和氧化钼中的至少一种；所述含钴化合物为钴盐、钴酸盐和氧化钴中的至少一种。

优选地，所述含钨化合物为氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、硝酸钨、草酸钨和碳酸钨中的至少一种；所述含钼化合物为氧化钼、钼酸钠、钼酸钾、硝酸钼、草酸钼和碳酸钼中的至少一种；所述含钴化合物为氧化钴、钴酸钠、钴酸钾、硝酸钴、草酸钴和碳酸钴中的至少一种。

优选地，所述含钨化合物、含钼化合物和含钴化合物的用量比例为：n(W+Mo):n(Co)=1:1。

优选地，所述含钨化合物和含钼化合物的用量之比为：n(W):n(Mo)=1:50-50:1。

优选地，所述研磨的时间为5min-1h。

优选地，所述焙烧的温度为700-1500℃，焙烧时间为1-12h。