目前,全球能源短缺问题日益严重,所以加大对海洋油气资源的开发是一项重要的工作。在海洋环境中服役的各种金属设备面临严峻的腐蚀考验,二氧化钛涂层由于其本身的光电性能,在合适的海洋环境中可以给金属提供一定的阴极保护。但是目前的二氧化钛涂层存在表面裂纹多、无可见光响应、光生载流子复合快等缺点降低了其光生阴极保护性能,本文通过溶胶-凝胶法制备出二氧化钛涂层,并对涂层进行表面形貌调控、复合氮元素掺杂的二氧化钛、复合氧化铁来提升其光生阴极保护性能。(1)二氧化钛涂层热处理后表面出现大量裂纹,是严重制约其应用效果的关键问题。通过向二氧化钛溶胶中加入DMF(N,N-二甲基甲酰胺)减缓胶凝速度使胶粒变小、分散均匀,进而制备出更连续、裂纹更少的二氧化钛涂层。研究结果表明,DMF的添加可以制备出更连续致密的涂层,增强了涂层暗态下保护效果。(2)复合涂层可有效提升防腐效果,但其存在复配组员与母体涂层间匹配性差等问题,从而影响其防腐稳定性。通过氮元素的掺杂改变二氧化钛的禁带宽度,使其光响应范围扩大,再将氮元素掺杂的二氧化钛粉末分散到溶胶中与二氧化钛涂层复合提升涂层性能。研究结果表明氮元素掺杂的二氧化钛粉末改善了涂层的连续性同时使二氧化钛的光响应范围由紫外光区扩大至可见光区,进一步降低了不锈钢的电位,复合涂层的光生阴极保护性能得到了提升。(3)氧化铁材料具有很好的可见光响应,与二氧化钛复配可能会提升涂层的防护效果。通过将可见光响应物质氧化铁分散到溶胶中和二氧化钛涂层复合提升涂层的光响应范围以及光生载流子的分离来提升涂层的光生阴极保护性能。研究结果表明复合氧化铁扩大了二氧化钛涂层的光响应范围,同时大大提升了涂层在暗态下的保护效果。