金属腐蚀不仅带来了巨大的经济损失,还引起了严重的环境污染等问题,因此亟待开发有效的金属防护技术。光生阴极保护是利用半导体的光电转换保护金属材料的一种新型阴极保护技术,由于节能环保的优点受到了广大学者们的关注。在众多的半导体材料中,钛（Ti）基复合纳米材料由于良好的光电性能被广泛地应用于光电催化领域。其中,半导体TiO2由于特殊的光电催化性能、高稳定性和低毒性,是光生阴极保护领域的研究热点。然而,由于TiO2带隙较宽,对可见光的利用率较低,以及受光激发后所产生的电子-空穴（e--h+）对的复合率较高,严重限制了TiO2在光生阴极保护领域的应用。目前对TiO2的改性方法有元素掺杂、构建异质结、沉积贵金属、量子点（QDs）敏化等。本论文以提高Ti基复合纳米材料的光电化学（PEC）性能为出发点,以对304不锈钢（304SS）进行光生阴极有效保护为最终目标展开了研究与讨论。本论文的工作具体如下:第一部分:Ti掺杂的Fe2O3纳米棒对304不锈钢的光生阴极保护性能研究利用水热法和两步退火的方法制备了Ti掺杂的Fe2O3复合光阳极（Ti-Fe2O3）。通过测试全光条件下的瞬态光电流密度、开路电位（OCP）、塔菲尔曲线（Tafel）以及阻抗（EIS）等对复合光阳极的光生阴极保护性能进行了研究。实验结果表明:水热8 h的Fe2O3光阳极在光照条件下的光电流密度最高,PEC性能最好,对304SS有更好的光生阴极保护效果。掺杂Ti元素后,其瞬态光电流密度从0.5 m A·cm-2升高到0.9 m A·cm-2。Tafel曲线测试结果显示,在光照条件下,复合光阳极和304SS耦合后的腐蚀电位由-375 m V下降到-501 m V,光生阴极保护性能提高。EIS测试结果表明,Ti-Fe2O3复合光阳极的电荷转移电阻(Rct)下降,提高了Fe2O3光阳极的导电性,且在黑暗条件下可以持续保护304SS长达10 h。第二部分:PbS量子点改性TiO2纳米管对304不锈钢的光生阴极保护性能研究通过电化学阳极氧化法结合连续离子层吸附和反应法（SILAR）合成了PbS QDs修饰的TiO2纳米管（TiO2 NTs）复合光电极。通过改变PbS的沉积量,制备了PbS（x）/TiO2 NTs（x=2,4,6,8）样品。研究结果表明,与纯TiO2相比,PbS（x）/TiO2NTs复合光电极对太阳光的吸收范围红移至可见区,且PbS（6）/TiO2 NTs的光电流密度最高,光照条件下可以达到3.2 m A·cm-2。在模拟太阳光照射下,PbS（6）/TiO2NTs与304SS耦合后,获得了更负的OCP值（-720 m V）,结果表明该复合薄膜作为稳定的光阳极,对304SS具有高效的光生阴极保护性能。第三部分:CdS/N/TiO2复合薄膜对304不锈钢的光生阴极保护性能研究采用阳极氧化、SILAR和浸渍-退火的方法制备了N掺杂的CdS/TiO2复合光电极（NCT）。实验结果表明,当SILAR的循环次数为12时,CdS/TiO2复合薄膜的瞬态光电流密度最高,光生阴极保护效果最好。掺杂N元素后,复合薄膜对太阳光的吸收范围进一步拓宽至可见区,瞬态光电流密度从0.1 m A·cm-2升高到0.5m A·cm-2,有效提高了复合光阳极的PEC性能。在模拟太阳光照下,与纯TiO2相比,当NCT薄膜与304SS耦合时,OCP从-410 m V下降至-1033 m V左右,提高了对304SS的光生阴极保护性能。