第一章 绪论

1。1 研究背景

从古至今，金属就成为我们生活中不可或缺的一部分，但是金属也是十分容易遭到 破坏，金属腐蚀带来的经济损失也是十分可观的。根据美、英两国比较全面的腐蚀调查 报告得出，因腐蚀而造成的直接经济分别占其国民总产值的 3。5%和 4。2%，并且美国及 前苏联曾经估计过，世界上每年因为腐蚀而报废的金属设备和材料相当于每年金属产量 的 20%～40%，而 10%则因腐蚀散失掉无法回收[1]。同时，我国金属材料应用范围及其 广泛，作为世界上使用金属最多的国家，因金属腐蚀而造成的经济损失也是相当巨大的， 因此研究金属防腐蚀是一件非常必要的事。

传统的金属腐蚀防护技术，如阴极保护、有机涂层等，或多或少地具有一些缺点， 例如材料的消耗并且不可回收，能源的大量浪费和环境的污染。在最近几年，研究者们 发现在金属涂层中添加半导体材料就可以提高涂层在可见光的耐蚀性，这是因为在光照 作用下，半导体涂层会为金属供应光生电子，因此导致了光生阴极保护。

与传统的金属腐蚀防护方法相比较，二氧化钛的阴极保护是有着无与伦比的优势 的，近几年来二氧化钛的光电防腐蚀得到了更多的关注，它为金属的腐蚀防护提供了新 的思路和发展。

1。2 二氧化钛

1。2。1 二氧化钛概述

二氧化钛（化学式：TiO2），白色，在常温下呈现固体状或者粉末状，分子物质 的量为 79。87。它因为具有无毒，优良的不透明性、光亮度和白度等特性而被认为是 当前性能最好的一种白色无机颜料。钛白由于其较强的粘附力，不容易发生化学反应 等特性因此在外表现一直都是雪白的，因此它在涂料、造纸、印刷油墨、橡胶、化妆 品等工业上应用的也是相当的广泛。最后就是它的熔点也是很高的，可以用来制作耐 高温的实验器皿，也可以用来制造釉料，珐琅，耐火玻璃，陶土等。

同时，二氧化钛由于具有较强的屏蔽紫外线的特性而被制成防晒剂加入到纺织纤 维中提高衣物的防紫外线能力，而且如果将二氧化钛制成超细的粉末，那么其也可以 用来制作防晒化妆品。

二氧化钛可以通过金红石或者四氯化钛分解得到。并且由于二氧化钛的性质十分稳 定，遮盖能力良好，从而常常被用来制成油漆中的白色颜料以及搪瓷的消光剂。

二氧化钛具有良好的亲水性、热力学稳定性，并且其还具有优良的电学性能，其电 导率会随着温度的变化而改变，并且它对缺氧也是相当的敏感。

1。2。2 二氧化钛的应用

二氧化钛可以说是目前地球上最白的物质，据估算，将四十五平方米的面积涂得雪 白只需要一千克的二氧化钛。因此，它往往会被油漆、橡胶、造纸和油墨以及水彩颜料 等工业制作成一种白色颜料或者瓷器釉料而来使用。二氧化钛由于其比常用的白颜料锌 钡白还要白五倍而替代它来制作白油漆，每年全球二氧化钛被制成颜料的用量达到了几 十万吨。在制纸的过程中，我们也可以加入二氧化钛，因为二氧化钛可以使纸变白以及 不透明，并且效果非常的好，通过比较可以知道其效果要比其他物质强十倍左右。此外 二氧化钛还广泛应用于防晒霜，由于二氧化钛并不具有毒性，所以对人体来说是无害的。 上佳的紫外光屏蔽性与良好的透明性使得超细二氧化钛被广泛地应用于化妆品、食品包 装塑料、人造纤维和天然纤维、耐久性家用薄膜和透明涂料中。二氧化钛还应用在了高 级轿车的车漆中，这是因为二氧化钛在金属闪光涂料中的特殊光学效应。