项目名称: 金属特性氧化物负载的Ti-O薄膜制备及其在热带海岛气候下抗菌耐蚀性能研究

项目编号: No.51461015

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 文峰

作者单位: 海南大学

项目金额: 48万元

中文摘要: 海南热带海岛气候条件下微生物腐蚀严重。申请者前期研究中发现C掺杂TiO晶体具有金属特性,利于Ti-O薄膜光生载流子的激发、分离和输运而使其表现出光催化活性。本申请拟开发具有光催化活性的金属特性氧化物负载Ti-O薄膜,应用于光照充足的海南工程材料的腐蚀防护。设计在碳钢基体上磁控溅射法室温制备碳掺杂和碳氮共掺Ti-O薄膜(以下简称薄膜)。研究并优选界面工艺以期获得良好的膜基结合强度。采用贴膜法和不同区域海水电解液下的电化学测试及室外浸泡,评价薄膜的抗菌耐蚀性能并优化溅射工艺。运用第一性原理计算研究薄膜内晶体相的能带结构和电子态密度。本研究旨在:1)实现金属负载相的可控制备。获得膜基结合强度高、在热带海岛气候条件下抗菌耐蚀性能优良的金属特性氧化物负载Ti-O薄膜;2)阐明薄膜制备工艺与成分、结构、力学性能、光催化和抗菌耐蚀性能间的相关性;3)确证薄膜内金属氧化物负载相的存在,提出薄膜光催化机理。

中文关键词: 微生物腐蚀;钛氧薄膜;金属特性氧化物;光催化;第一性原理

英文摘要: The microbial corrosion under Hainan tropical island climate is serious. In previous studies, applicant found that the carbon-doped TiO crystal showed metallic properties, which beneficial to excitation, separation and transport of photo-generated carriers of Ti-O films while it exhibits photocatalytic activity. This application is intended to develop the Ti-O films with metal characteristics oxide load and photocatalytic activity, and make the Ti-O films applied in corrosion and protection of engineering materials at adequate lighting Hainan. Carbon-doped or carbon and nitrogen co-doped Ti-O film (hereinafter referred to as the thin film )will be designed and synthesized by magnetron sputtering at room temperature on carbon steel substrate. Researching and preferring the interface process in order to obtain good adhesion between film and substrate. The property of antimicrobial and corrosion resistance will be evaluated by pasting film method, Electrochemical testing and outdoor soaking under different regions seawater electrolyte. And then the thin film sputtering process will be also optimized. Band structure and electronic density of states of the crystal phase of in the film will be calculated using first-principles. This study aims to: i) Arriving at controllable preparation of the metal load phase. Obtaining the Ti-O film with metal characteristics oxide load, high adhesion, excellent antimicrobial and corrosion resistance under tropical island weather conditions; ii) Clarifying correlation between the prepared process and composition, structure, mechanical properties, photocatalytic, antibacterial corrosion resistance properties of the thin film; iii) Confirming the presence of metal load crystalline phases in the thin-film and proposing the photocatalytic mechanism of the thin film.

英文关键词: microbal corrosion;Ti-O films;metallic characteristic oxide;photocatalysis;first principle

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