【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，特别是一种基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法。
技术介绍
1、光催化反应作为一种高效、环保、简便的催化反应，其广泛应用于废水处理、产氢和细菌消杀等领域。而光催化剂是光催化反应的基础与核心，其中二氧化铈作为一种常用的光催化剂，因其具有较好的氧化还原性能及储氧能力而被广泛研究和报道。但因二氧化铈自身存在能带间隙大、光生电子/空穴复合过快等问题，使铈基相关光催化剂的开发应用受到限制。
2、构建铈基复合催化剂是目前常用的提升铈基催化剂性能的方法之一，常用的复合方法主要有烧结法、熔盐法、水热法、机械球磨法、原位生长法、热煅烧法等，如公布号为cn109338512a的专利中，公布了一种热煅烧法制备氧化铈-氧化铝纤维的方法，其光催化性能得到提升。
3、氮化碳是一种常用的催化剂基底材料，其中含有的缺陷态结构如氮空位、碳空位等可有利于光生电子/空穴对分离，将其与二氧化铈复合可明显提升光催化性能。如：公告号cn113731394a的专利中，公布了一种熔盐法二氧化铈-氮化碳复合材料，其光催化活性明显提高。
4、同时，采用光照辅助制备复合材料，是一种较为常用的复合材料制备手段。如：公告号cn109046436a的专利中，公布了一种光辅助制备fe2o3量子点/氮化碳光催化剂的方法，其光催化析氢性能得到提升；
5、又如公布号为cn111215066a的专利中，公布了一种光辅助制备的pt/bivo4/bi2o3催化剂，其具有良好的光电催化氧
6、但是，目前未见直接采用缺陷锚定进行材料制备的相关研究，也鲜有采用光辅助进行二氧化铈-氮化碳复合材料制备的相关报道。因此，本专利技术提出在铈盐溶液中以光照进行缺陷锚定的方式，制备二氧化铈-氮化碳高效异质结，为相关材料的制备生产提供一种新的思路。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法。本专利技术方法简单，易于工业化实施，且异质结载流子分离效率高，光催化性能强。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，以富含缺陷态的c3n4材料作为基体，与铈盐混合后，通过光辐射激发，在缺陷处负载ce3+，再经焙烧获得基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
4、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
5、s1.通过常规方法合成富含缺陷态的c3n4材料；
6、s2.将富含缺陷态的c3n4材料与铈盐分散在水中，得悬浊液；
7、s3.将悬浊液在水浴条件下光照搅拌，然后过滤烘干，得前驱体；
8、s4.将前驱体置于炉中焙烧，得到基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
9、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述富含缺陷态的c3n4材料中的缺陷类型为碳空位缺陷或氮空位缺陷。
10、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述铈盐为硝酸铈、氯化铈、硫酸铈或醋酸铈中的一种或任意多种的组合。
11、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述悬浊液中，铈盐的摩尔浓度为0.01-0.75mol/l。
12、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述悬浊液中，富含缺陷态的c3n4材料的质量浓度为0.5-25g/l。
13、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述水浴的温度为30-60℃。
14、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述光照的光源为氙灯、高强度可见光或紫外光，光照强度为1.00–1.12w/cm2，光照时间1-8h。
15、优选地，前述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，所述焙烧的温度为200-500℃，时间为2-8h。
16、一种前述的方法制备获得的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
17、本专利技术的有益效果：
18、1、本专利技术的方法是以光照激发氮化碳活性缺陷态位点处产生光生载流子，并原位吸附二氧化铈形成金属负载，由于二氧化铈负载位点为缺陷位点，为活性位点，因此，本专利技术的二氧化铈负载可实现理论化构建，进而实现光催化剂性能的大幅度提升，提升了相关材料的工业化应用价值。
19、2、本专利技术的方法在制备完成后，其中氮化碳表面仍富含氮空位、碳空位等缺陷态结构，有利于促进光生电子/空穴对的高效分离，进一步提升了光催化剂的性能。
20、3、本专利技术的方法在制备反应完成后的滤液，可以经蒸发处理后回收铈盐并重复利用，可进一步节约稀土资源，同时，减少了污染排放，符合国家所倡导的节能减排相关要求。
21、4、本专利技术的制备方法简单，易于工业化推广实施。
22、综上所述，本专利技术的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结制备方法具有良好的理论价值及生产价值，这一方法所获得的高性能复合光催化剂具有光催化性能优良、制备工艺绿色环保、节约稀土资源、适用范围广泛、操作简单、成本低廉等优点，这一方法在保证了可重复性及理论可行性的同时，也为相关高性能光催化复合材料的工业化生产及应用提供了新的制备思路与理论支撑。
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1.一种基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：以富含缺陷态的C3N4材料作为基体，与铈盐混合后，通过光辐射激发，在缺陷处负载Ce3+，再经焙烧获得基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
2.根据权利要求1所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述富含缺陷态的C3N4材料中的缺陷类型为碳空位缺陷或氮空位缺陷。
4.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述铈盐为硝酸铈、氯化铈、硫酸铈或醋酸铈中的一种或任意多种的组合。
5.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述悬浊液中，铈盐的摩尔浓度为0.01-0.75mol/L。
6.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述悬浊液中，富含缺陷态的C3N4材料的质量浓度为0
7.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述水浴的温度为30-60℃。
8.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述光照的光源为氙灯、高强度可见光或紫外光，光照强度为1.00–1.12W/cm2，光照时间1-8h。
9.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述焙烧的温度为200-500℃，时间为2-8h。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的方法制备获得的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
...【技术特征摘要】
1.一种基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：以富含缺陷态的c3n4材料作为基体，与铈盐混合后，通过光辐射激发，在缺陷处负载ce3+，再经焙烧获得基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结。
2.根据权利要求1所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述富含缺陷态的c3n4材料中的缺陷类型为碳空位缺陷或氮空位缺陷。
4.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述铈盐为硝酸铈、氯化铈、硫酸铈或醋酸铈中的一种或任意多种的组合。
5.根据权利要求2所述的基于缺陷锚定的二氧化铈-氮化碳高效异质结的制备方法，其特征在于：所述悬浊液中，铈盐的摩尔浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰苑培，宁德阳，杨绍艳，刘旭东，田维浩，李军旗，陈朝轶，张伟，杨凡，王林珠，权变利，刘爽，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：
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