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TiO2光生阴极保护原理

/ 2019-06-27 14:38:07
  TiO2等半导体材料涂覆在金属表面,当受到紫外光或可见光照射时,半导体材料接受的光子能量超过了其带隙能,于是电子被激发从价带跃迁至导带,在电场作用下,电子与空穴分离并迁移到表面,电子进入金属表面,如下图1光生阴极保护原理
 
  TiO2在光的作用下发正式(1)和(2)所示反应:
  TiO2+hv→e-+h+   (1)
  2h++H2O→1/2O2+2H+   (2)
  产生的电子使金属的电极电位负移,从而使金属处于阴极保护状态,在连续的光照下可一直对金属起到阴极保护作用,而且TiO2材料没有损耗,是一种理想的阴极保护材料。
  
  通过改性可提高TiO2的光转换效率,并延长暗态保护时间。改性后,掺杂元素使TiO2价带变宽,禁带宽度减小,可扩宽TiO2光生阴极保护材料的光吸收范围,阻止电子-空穴对的结合,提高其光生阴极保护性能,如图2所示。
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