一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于功能纳米材料技术领域，提供了一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，制备步骤如下：步骤1、超薄PCN纳米片的制备；步骤2、含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳(Bi/CV‑PCN)纳米复合材料的制备。本发明专利技术中，首先通过超分子聚集和离子熔融缩聚将2,4,6‑三氨基嘧啶引入CN结构中以获得超薄PCN纳米片，控制了PCN的结晶度并增强可见光吸收。然后，利用温和简单的一锅水热法合成了Bi/CV‑PCN纳米复合材料，在Bi掺杂引起的SPR效应和CVs的协同作用下进一步提高了复合材料的光活性和光电化学稳定性并加速了电荷分离。

Preparation of bismuth doped polyacrylonitrile carbon nitride nanocomposites with carbon defects

【技术实现步骤摘要】
一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法
本专利技术属于功能纳米材料
，具体涉及一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
最近，聚合氮化碳(PCN)作为一种极有前途的光敏材料引起了科学界的广泛关注。通过不同的合成方法可以获得各种PCN材料，例如melon(通常称为g-C3N4)，聚三嗪酰亚胺(PTI)，聚七嗪酰亚胺和三嗪基石墨氮化碳。PCN材料由于其无金属，化学稳定，优异的光学/电子性能和合适的能带结构等优点已应用于不同领域，包括光催化，电催化，污染物降解，水分解，太阳能电池和传感器。然而，单一的PCN存在光吸收有限，表面积小，活性位点较少等问题，特别是在没有结构和性能优化的情况下，载流子的快速复合限制了其进一步应用。迄今为止，已采用一些策略来改善PCN的活性，例如非金属/金属掺杂、异质结设计、改良结构、共聚合、缺陷工程、Z-scheme系统。在这些策略中，改良结构和缺陷工程被认为是改善PCN活性的有效途径。缺陷工程可以调整表面电子/化学结构并优化光活性材料的性能，如光敏性，稳定性，导电性，催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、超薄PCN纳米片的制备：/n首先，将三聚氰胺和TAP混合在乙醇中，得到混合物A；然后，将混合物A搅拌并加热直至乙醇蒸发，得到固体产物；之后，以熔融盐作为溶剂和模板加速聚合过程，与得到的固体产物一起用研钵研磨以形成均匀混合物B；将混合物B放入带盖的陶瓷坩埚中，并在马弗炉中煅烧，最终产品被标记为PCN；/n步骤2、通过一锅水热法制备含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料Bi/CV-PCN：/n首先，将一定量的Bi(NO

【技术特征摘要】
1.一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、超薄PCN纳米片的制备：
首先，将三聚氰胺和TAP混合在乙醇中，得到混合物A；然后，将混合物A搅拌并加热直至乙醇蒸发，得到固体产物；之后，以熔融盐作为溶剂和模板加速聚合过程，与得到的固体产物一起用研钵研磨以形成均匀混合物B；将混合物B放入带盖的陶瓷坩埚中，并在马弗炉中煅烧，最终产品被标记为PCN；
步骤2、通过一锅水热法制备含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料Bi/CV-PCN：
首先，将一定量的Bi(NO3)3·5H2O溶解在HNO3中，加入乙二醇后形成溶液A并持续搅拌一段时间；随后，将PVP添加到溶液A中，形成混合物B，搅拌一段时间后，将一定量PCN通过超声分散到混合物B中以形成均匀的悬浮液；将得到的悬浮液转移到高压釜中，并加热一段时间；通过离心收集产物，并用水和乙醇洗涤数次；最后，所得产物在烘箱中干燥过夜，得到含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料，并表示为Bi/CV-PCN。


2.如权利要求1所述的一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述三聚氰胺、TAP、乙醇和熔融盐的用量比例为1～3g：0.1～0.3g：50～70mL：4～6g；混合物A的加热温度为100℃；混合物B的煅烧温度为550℃，时间为3～5h,升温速率为12℃/min。


3.如权利要求1所述的一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述熔融盐包括NaCl和KCl，其中NaCl和KCl的摩尔比为76：24。


4.如权利要求1所述的一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，Bi(NO3)3·5H2O、HNO3、乙二醇、PVP和PCN的用量比例为0.145～0.218g：9～11mL：50～60mL：0.5～0.7g：0.2～0.4g，其中，HNO3的浓度为1molL-1。


5.如权利要求1所述的一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，混合物A的搅拌时间为9～11min；混合物B的搅拌时间为20～40分钟；悬浮液的加热温度为160℃，时间为6～18h；干燥温度为60℃。


6.一种含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料，其特征在于，是通过权利要求1～5任一项所述制备方法制得的。


7.将权利要求6所述的含碳缺陷的铋掺杂聚合氮化碳纳米复合材料用于检测恩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，徐宇环，魏婕，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32