宋泓清，付艳菊

(1.中国船舶重工集团公司第七二五研究所青岛分部 海洋腐蚀与防护重点实验室，山东 青岛 266100；2.四平市第三中学校，吉林 四平 136001)

众所周知，腐蚀在世界各地造成了大量损失，现有的防腐蚀方法既耗能又耗材，因此，迫切的需要一种节能环保型防腐蚀技术。半导体材料的光伏效应，打开了一个新的有前途的金属防腐蚀大门：光电阴极防腐。光电阴极防腐材料的先驱是TiO2，自从Honda和Fujishima[1]发现了TiO2具有优异的光催化性能以来，由于其具有良好的生物相容性，在大多数电解质溶液中有很好的耐腐蚀稳定性并且有很好的光学吸收性、易合成等特点，在许多领域都获得应用，如降解有机染料[2-4]、分解水制氢[5-8]、染料敏化太阳能电池[9-11]、光催化抗菌以及光阴极防腐等得到了广泛的研究。然而，两个缺陷严重影响了其在光化学阴极防腐中的应用。首先，TiO2的光生电子和空穴复合率很高，这大大降低了光生电子的使用。第二，TiO2不具备还原电子的能力，因此它不能在暗态下对金属提供保护。

为了解决这一难题，科研工作者们研究了许多对策，比如形貌控制、金属与非金属的掺杂[12-14]、敏化作用及半导体耦合[15-16]等。尤其是在TiO2薄膜表面负载纳米Ag已经引起了越来越多的关注，这是因为Ag是一种无毒的贵金属材料，而且具有显著的催化活性。在贵金属领域，像Ag、Au等纳米粒子(<10 nm)均表现出良好的催化活性、电学和光学性能。例如，直径为3～8 nm的Au纳米粒子可以调整TiO2的催化性能。T Hirakawa等发现沉积有金属纳米颗粒的TiO2纳米结构在紫外光激发下会发生费米能级的平衡，从而提高了载流子迁移的效率。光电化学性能的提高主要归因于Ag的表面等离子体共振(SPR)和光响应范围的扩张。然而，Ag粒子在使用过程中的腐蚀或溶解，限制了其广泛应用。一个更好的合成设计，可以显著提高Ag的催化性能：使用TiO2作为壳，以保护Ag纳米粒子。

为了解决第二个问题，可以选用半导体材料来储存光生电子，如氧化钨(WO3)、氧化锡(SnO2)等，与TiO2复合后，可以延长暗态条件下的光电化学阴极保护效果。……