[发明专利]一种钒酸铋基光生阴极保护涂层的制备方法和应用

说明书

本发明属于海洋环境金属材料腐蚀与防护领域，主要涉及一种用于光生阴极保护的钒酸铋基复合涂层的制备方法及应用。本发明以铋盐，碘盐，硝酸以及对苯醌为原料，配制成用于沉积BiOI的溶液，利用电沉积法在FTO导电玻璃表面制备BiOI，并在煅烧过程中加入钒盐，得到BiVOsubgt;4/subgt;；并以钴盐，镍盐，二氧化硒为原料，制备混合电解质溶液，使用电沉积法在BiVOsubgt;4/subgt;表面制备CoNiSe三元化合物。光照条件下该复合涂层能极大的降低电荷转移电阻，有效促进复合涂层光生电子与空穴的分离，能够为金属提供优异的光生阴极保护。由于Co元素存在多价性，具有电荷存储的功能，因此钒酸铋基复合涂层在暗态条件下也能为金属提供有效的阴极保护。

技术领域

本发明属于海洋环境金属材料腐蚀与防护技术领域，尤其涉及一种钒酸铋基光生阴极保护涂层的制备方法和应用。

背景技术

海洋储藏的资源十分丰富，海洋上的石油天然气是开发海洋资源的重点，海洋油气的开采已成为我国能源战略的必然选择。但是海洋中的设施设备同时面临着高湿度、高盐度以及强烈光照的考验，因此对海洋设施设备的腐蚀与防护进行研究具有十分重要的意义。目前对这些设施的防腐蚀措施主要包含以下几种：涂层防护，阴极保护或者阴极保护与涂层防护相结合。光生阴极保护是一种新型的防腐蚀技术，其基本原理是在光照条件下，半导体激发产生光生电子空穴，光生电子注入到金属基体中，降低了金属的电极电位，迫使金属产生阴极极化，金属材料得到保护而不被腐蚀。光生阴极保护技术既不消耗额外的能量，也不会产生对环境有害的物质，因此是一种节能环保的新型防腐蚀方法。

研究表明TiO₂，Cu₂O，g-C₃N₄等半导体可以用于对金属的光生阴极保护。其中由于TiO₂性能稳定，对环境无害，因此对TiO₂的研究最多，但是由于TiO₂存在禁带宽度大，不利于对太阳光的吸收与利用，同时单一半导体容易发生光生电子空穴的复合，从而无法很好的为金属提供优异的阴极保护等问题；因此寻找一种合适的半导体是非常有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种钒酸铋基光生阴极保护涂层的制备方法和应用，本发明提供的阴极保护涂层具有较好的保护效果。

本发明提供了一种钒酸铋基光生阴极保护涂层的制备方法，包括：

在BiVO₄表面制备CoNiSe三元化合物。

优选的，所述制备CoNiSe三元化合物的方法包括：

采用电沉积法在BiVO₄表面制备CoNiSe三元化合物；

所述电沉积法采用的电解质溶液包括：

钴盐、镍盐、二氧化硒和溶剂。

优选的，所述BiVO₄的制备方法包括：

将BiOI和钒盐煅烧，得到BiVO₄。

优选的，所述BiOI的制备方法包括：

采用电沉积法在FTO表面制备BiOI；

所述电沉积法采用的沉积溶液包括：

铋盐、碘盐、硝酸、对苯醌和溶剂。

优选的，所述电解质溶液中钴盐的浓度为1～10mmol/L，镍盐的浓度为1～10mmol/L，二氧化硒的浓度为1～10mmol/L。

优选的，所述沉积溶液中铋盐的浓度为0.1～1mmol/L，碘盐的浓度为0.1～1mmol/L；对苯醌的浓度为0.1～1mmol/L；