【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光催化材料，具體涉及一種氮化碳異質結及其制備方法與應用。
技術介紹
1、聚合物氮化碳是一種不含金屬的光催化劑，因其具有較高的熱穩定性、廉價易得性和獨特的電子能帶結構開辟了一條屬于氮化碳光催化劑的道路。但是現階段，氮化碳存在載流子復合率高，遷移速率慢，光響應范圍窄等缺點，提高氮化碳的光催化性能及其穩定性是困擾研究者的一個難題。構建異質結是一種提高光催化性能和量子產率極其有效的方法。由于不同材料的能帶等性質不同，在異質結界面的兩側會形成空間電勢差，這種空間電勢差的存在有利于光生電子和空穴的分離，因而構建異質結可以提高材料的光催化活性及其量子效率。但是異質結的構建需要極其嚴苛的條件，比如界面原子級別的接觸，實現界面匹配等。假設構建結晶氮化碳與其它光催化劑(比如二氧化鈦、硫化鎘等)異質結，由于兩相之間晶體結構差異很大，很難實現原子級別的界面接觸。聚庚嗪亞胺(phi)和聚三嗪亞胺(pti)是同素異形體，晶體結構差距較小，電子能帶結構具有一定的差異性，為合成界面匹配度高的氮化碳異質結提供了良好的條件。之前，一些研究工作者通過兩步法合成了氮化碳異質結，先合成異質結中的phi，再添加其他共晶鹽，在已有phi的基礎上合成異質結的另一相pti。但是兩步合成法不容易實現原子級別的接觸，容易出現晶格失配，異質結的界面匹配度低。晶格失配嚴重時會出現位錯，出現復合中心，光催化性能會大幅度降低。此外，結晶度差往往會導致大量的結構缺陷，這些缺陷將作為電子空穴的重組位點，使光催化劑的量子效率大幅度下降。
2、因此，現有技術仍有待于改進和
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種氮化碳異質結及其制備方法與應用，旨在解決現有phi/pti氮化碳異質結界面匹配度低且結晶度差的問題。
2、本專利技術的第一方面，提供一種氮化碳異質結的制備方法，其中，包括步驟：
3、提供氮化碳前驅體和共晶鹽；
4、將所述氮化碳前驅體在所述共晶鹽存在的條件下進行離子熱聚合反應，制得氮化碳異質結；
5、所述氮化碳異質結包括聚庚嗪亞胺和聚三嗪亞胺，所述聚庚嗪亞胺和聚三嗪亞胺之間構成異質結，所述氮化碳異質結也記為phi/pti氮化碳異質結。
6、可選地，所述氮化碳前驅體為尿素、氰胺、雙氰胺、硫脲、三聚氰胺中的一種。
7、可選地，所述共晶鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰中的至少兩種。
8、可選地，所述氮化碳前驅體和共晶鹽的質量比為10：5～10：6。
9、可選地，所述離子熱聚合反應的溫度為400～650℃。
10、可選地，所述離子熱聚合反應的時間為3～12h。
11、本專利技術的第二方面，提供一種氮化碳異質結，其中，所述氮化碳異質結采用本專利技術如上所述的氮化碳異質結的制備方法制備得到。
12、本專利技術的第三方面，提供一種氮化碳異質結作為光催化劑的應用。
13、可選地，所述應用包括光催化分解水產氫、光催化二氧化碳還原、光催化氮氣固定以及光催化有機合成中的一種。
14、有益效果：本專利技術利用氮化碳前驅體在共晶鹽存在的條件下進行離子熱聚合反應來制得高結晶原子級別接觸的phi/pti氮化碳異質結。一方面，通過一步法合成phi/pti氮化碳異質結，在兩種共晶鹽的離子熱聚合反應下同時生成異質結的兩相phi和pti，提高了異質結原子級別接觸的概率，降低了晶格失配密度，減少位錯缺陷的產生，復合中心大幅度減少，提高電子空穴的轉移與分離能力，從而提高光催化產氫的表觀量子效率。另一方面，通過兩種共晶鹽的離子熱聚合反應，加速熱聚合過程，提高phi/pti氮化碳異質結的聚合度和結晶性，氮化碳由于層內氫鍵的顯著降低，減少半導體材料中的復合中心，具有較高的光生成電子-空穴對的分離效率，從而顯著提高了光催化活性。
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1.一種氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述氮化碳前驅體為尿素、氰胺、雙氰胺、硫脲、三聚氰胺中的一種。
3.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述共晶鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰中的至少兩種。
4.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述氮化碳前驅體和共晶鹽的質量比為10：5～10：6。
5.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述離子熱聚合反應的溫度為400～650℃。
6.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述離子熱聚合反應的時間為3～12h。
7.一種氮化碳異質結，其特征在于，所述氮化碳異質結采用權利要求1-6任一項所述的氮化碳異質結的制備方法制備得到。
8.一種如權利要求7所述的氮化碳異質結作為光催化劑的應用。
9.根據權利要求8所述的氮化碳異質結作為光催化劑的應用，所述應用包括光催化分解水產氫、光催化二氧化碳還原、光催化
...【技術特征摘要】
1.一種氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述氮化碳前驅體為尿素、氰胺、雙氰胺、硫脲、三聚氰胺中的一種。
3.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述共晶鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰中的至少兩種。
4.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所述氮化碳前驅體和共晶鹽的質量比為10：5～10：6。
5.根據權利要求1所述的氮化碳異質結的制備方法，其特征在于，所...
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