【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化反應材料，具體涉及一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結及其構建方法與應用。
技術介紹
1、羅丹明b(rhodamine?b)又稱玫瑰紅b，或堿性玫瑰精，俗稱花粉紅，是一種具有鮮桃紅色的人工合成的染料。屬于三苯甲烷類染料，被廣泛應用于紡織、印刷、食品和化妝品工業中。該染料廢水的色度高，可生化性差，如果不經過處理直接排放，會引起水體環境的持久惡化，并且對人類的腎臟、生殖系統、眼睛及其他器官造成嚴重的危害，甚至導致癌癥。因此，迫切需要開發能夠降解廢水中有機污染物羅丹明b的有效方法。
2、目前國內外的羅丹明b的處理方法主要采用物化法和生化法的結合。即用物化法對廢水進行預處理，然后再進入生化系統，最后依次經物化及生物濾池處理后排放。物化法處理包括：沉淀法、吸附法、電化學法、磁分離法、高級氧化法、蒸發濃縮法等；生化法處理包括：厭氧處理法(uasb、ic、二段厭氧法)、厭氧-好氧處理法、厭氧-光合細菌處理法、深層暴氣、深井暴氣法等。但這些方法工藝復雜、處理時間周期長(十幾天至幾十天不等)，成本也較高。現在處理羅丹明b的常見方法是光催化降解。
3、光催化技術是一種在能源和環境領域有著重要應用前景的綠色技術。近年來，光催化應用技術研究發展十分迅速，這項新技術具有能耗低、操作流程簡易、反應條件溫和等優勢，可在室溫下將水、空氣和土壤中有機物完全氧化成無毒、無害的物質，避免了二次污染。特別是在降解有機污染物方面表現突出，能有效降解包括抗生素制藥廢水、含硫燃料廢水、發酵類生產廢水、精細化
4、氮化碳聚合物(pcn)作為一種非金屬半導體光催化劑，具有良好的可見光響應、合適的禁帶寬度、良好的氧化還原能力、易于制備、廉價環保等諸多優點。自2009年wang課題組首次證明了氮化碳聚合物在可見光下可分解水制氫后，掀起了氮化碳聚合物在光催化領域的研究熱潮，尤其是在催化降解有機污染物方面。然而，隨著研究工作的不斷深入，發現由氰胺類前驅體直接簡單熱聚合制備的體相氮化碳聚合物存在結晶度低、激子結合能高、光生載流子復合嚴重以及結晶度較低等不足，嚴重制約了其在光催化有機物降解領域的進一步應用。
5、為此，研究者們對其進行了大量的改性工作。其中元素摻雜，尤其是非金屬元素(如硼(b)、氧(o)、磷(p)、硫(s)等)的摻雜已被證明能夠提高氮化碳光降解有機物的性能。當非金屬元素引入到氮化碳結構中時，通常會改變摻雜位周圍的電子分布，還能引起催化劑結構的扭曲，破壞其對稱性，從而導致一些原本簡并的能級發生分裂，從而減小其帶隙寬度，提高其光吸收性能。另外，氮化碳與另一組分材料構建異質結也已被證明是促進光生載流子分離效率的主要策略。
6、目前許多成功的案例如cds/g-c3n4、biocl/g-c3n4、石墨烯/g-c3n4及mof/g-c3n4等已經被構建用于提高光催化性能。然而這類異質結結構仍存在一些限制，如不同材料界面之間的庫侖力和電阻，會阻礙其電荷的轉移。因此，研究者們又提出了另一種內置電場模型，即由不同能級的氮化碳組成的同質結。由于具有相似的化學結構，界面處的電阻降低了許多，更有利于光生載流子的遷移。xia等人通過熔鹽法設計合成具有三嗪-庚嗪同質結的多孔cn棒，研究表明由三嗪-七嗪同質結引起的內置電場增強了光生電荷分離，從而提高其光催化產氫性能。li等人設計合成p摻雜的氮化碳/o摻雜的氮化碳異質結用于光催化-自芬頓反應，結果表明內電場誘導的高效異質結提高了h2o2的產率，利用率和降解性能。
7、受上述工作的啟發，并考慮到熱縮聚法合成氮化碳聚合物首先是形成許多中間體，隨著溫度的升高再進一步聚合成氮化碳大聚合物，基于這種合成過程提供的調控其局部電子結構的機會，構建一種具有局域電子差異且均勻分散的均相異質結，通過形成內建電場促進光生載流子的定向遷移，使其具備良好的光催化性能與光催化降解有機污染物的能力，在污水凈化領域具有廣闊的應用前景與重要的參考意義。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結及其構建方法與應用，利用b和p的摻雜產生了額外受體雜質和給體雜質，改變了氮化碳的電子結構，在b-cn和p-cn界面處形成內建電場從而促進了光生載流子的定向遷移與光生載流的分離效率，大幅度提高其光催化性能。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術的目的之一在于提供一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結的構建方法，采用簡單預摻雜和熔鹽輔助兩步煅燒的方法，首先在前驅體中分別預摻雜缺電子體和富電子體，調控氮化碳中間體的電子結構，再以kcl/licl鹽混合物作為液體反應介質，構建具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結。
4、進一步地，具體包括以下步驟：
5、s1、稱取三聚氰胺和四苯基硼酸鈉于研缽中研磨，充分混合均勻后轉入陶瓷坩堝中，置于馬弗爐中在空氣氣氛下進行加熱，隨后自然降溫至室溫，研磨成粉狀，即為b-melem；
6、s2、稱取三聚氰胺和磷酸二氫鈉于研缽中研磨，充分混合均勻后轉入陶瓷坩堝中，置于馬弗爐中在空氣氣氛下進行加熱，隨后自然降溫至室溫，研磨成粉狀，即為p-melem；
7、s3、分別稱取b-melem和p-melem，將二者與氯化鉀和氯化鋰充分研磨混合均勻，裝入甘玉舟置于馬弗爐中在氮氣氣氛下進行加熱，隨后待自然降溫至室溫向煅燒后的產物中加入去離子水，超聲分散后抽濾以除去產物中大部分的氯化鉀和氯化鋰；
8、s4、將產物溶于去離子水中再次超聲分散，在攪拌條件下將水加熱至沸騰而后再次抽濾，進一步除去產物中的氯化鉀和氯化鋰，真空烘干后即構建得到b-cn/p-cn均相異質結。
9、進一步地，所述s1中三聚氰胺和四苯基硼酸鈉的質量比為8：0.05，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
10、進一步地，所述s2中三聚氰胺和磷酸二氫鈉的質量比為8：0.2，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
11、進一步地，所述s3中b-melem和p-melem的質量比為1：1。
12、進一步地，所述s3中氯化鉀和氯化鋰的質量比為11：9。
13、進一步地，所述s3中氮氣氣氛流速為200ml·min-1，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至550℃后恒溫4h。
14、進一步地，所述s4中真空烘干溫度為55-65℃。
15、本專利技術的目的之二在于提供一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結。
16、本專利技術的目的之三在于提供一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結在光催化降解羅丹明b?rhb中的應用。
17、相較于現有技術，本專利技術的有益效果在于：
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【技術保護點】
1.一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，采用簡單預摻雜和熔鹽輔助兩步煅燒的方法，首先在前驅體中分別預摻雜缺電子體和富電子體，調控氮化碳中間體的電子結構，再以KCl/LiCl鹽混合物作為液體反應介質，構建具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結。
2.根據權利要求1所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，所述S1中三聚氰胺和四苯基硼酸鈉的質量比為8：0.05，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
4.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，所述S2中三聚氰胺和磷酸二氫鈉的質量比為8：0.2，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
5.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的
6.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，所述S3中氯化鉀和氯化鋰的質量比為11：9。
7.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，所述S3中氮氣氣氛流速為200mL·min-1，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至550℃后恒溫4h。
8.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結的構建方法，其特征在于，所述S4中真空烘干溫度為55-65℃。
9.一種根據權利要求1-8任一所述方法制備的具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結。
10.一種根據權利要求1-8任一所述方法制備的具有局域電子差異且均勻分散的B-CN/P-CN均相異質結在光催化降解羅丹明B?RhB中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結的構建方法，其特征在于，采用簡單預摻雜和熔鹽輔助兩步煅燒的方法，首先在前驅體中分別預摻雜缺電子體和富電子體，調控氮化碳中間體的電子結構，再以kcl/licl鹽混合物作為液體反應介質，構建具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結。
2.根據權利要求1所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結的構建方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結的構建方法，其特征在于，所述s1中三聚氰胺和四苯基硼酸鈉的質量比為8：0.05，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
4.根據權利要求2所述的一種具有局域電子差異且均勻分散的b-cn/p-cn均相異質結的構建方法，其特征在于，所述s2中三聚氰胺和磷酸二氫鈉的質量比為8：0.2，馬弗爐以12℃·min-1的升溫速率加熱至450℃后恒溫4h。
5.根據權利要求2所述的一種...
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