1.一种含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(A)将三聚氰胺、三聚氰酸及尿素分散于溶剂中,搅拌30 min进行超分子组装,随后将混合体进行离心、洗涤回收,回收所得混合体60℃干燥12h,得到超分子聚合体SPCN,其中,所述溶剂为水、乙醇或二甲基亚砜;所述三聚氰胺、三聚氰酸、尿素与溶剂的摩尔体积比为
1mmol:1mmol:0~1mmol:100mL;
(B)超分子聚合体SPCN分散于0.5 mol/L的碱溶液中,搅拌30min,60℃干燥12h,冷却至室温,研磨成粉末SPCN‑A收集备用,其中,所述超分子聚合体的质量与碱溶液体积比为0.1~1:1mg/mL;所述碱溶液为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钡;
‑1
所得粉末SPCN‑A放入通氮气保护的管式炉中,以10 ℃·min 升温至450~650℃,加热
1~6 h,程序降温冷却至室温,研磨成粉末后经水洗、离心及烘干后制得含氮缺陷结构多孔pg‑C3Nx,其中x的取值范围0~4;
(C)在搅拌条件下,将pg‑C3Nx分散于溶剂中,搅拌0.5~12h,得pg‑C3Nx分散液;其中,所述pg‑C3Nx与溶剂的质量体积比为1mg:1~5mL;所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇或异丙醇;
将硝酸盐M(NO3)2和硝酸铁Fe(NO3)3•9H2O依次加入到pg‑C3Nx分散液中,搅拌30~150min形成均匀分散液,滴加氨水调节分散液的pH值为7~13,然后转移至高温高压反应釜中,120~220℃反应4~20h,制得pg‑C3Nx/MFe2O4;其中,所述硝酸盐M(NO3)2中的M为Zn、Mn、Ni或Co;
M(NO3)2和Fe(NO3)3•9H2O的摩尔比0.5~2:1;所述Fe(NO3)3•9H2O与pg‑C3Nx的质量比为0.1~
1:1;
(D)将所得pg‑C3Nx/MFe2O4以碳酸二甲酯DMC为分散剂与金属锂混合并研磨30~150 min,随后用质量分数10%的稀酸溶液去除生成的锂氧化物,用体积比为50%的乙醇水溶液将所得产物洗净,真空恒温60℃烘干12h,得到含氮/氧双重缺陷结构pg‑C3Nx/MFe2Oy复合催化剂;其中,Li与pg‑C3Nx/MFe2O4的质量比为0.5~10%,所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸;y的取值范围0~4。
2.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(A)中所述溶剂为二甲基亚砜。
3.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(A)中所述三聚氰胺、三聚氰酸、尿素与溶剂的摩尔体积比为1mmol:
1mmol:0.5mmol:100mL。
4.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(B)中所述超分子聚合体的质量与碱溶液体积比为0.5:1 mg/mL。
5.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(B)中所述碱溶液为氢氧化钾。
6.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(B)中所述所得粉末SPCN‑A放入通氮气保护的管式炉中,以10 ℃·‑1min 升温至550℃焙烧4h。
7.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中,在搅拌条件下,将pg‑C3Nx分散于溶剂中,搅拌2h,得pg‑C3Nx分散液。
8.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中所述pg‑C3Nx与溶剂的质量体积比为1mg:2mL。
9.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中所述溶剂为乙醇。
10.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中,将硝酸盐M(NO3)2和硝酸铁Fe(NO3)3•9H2O依次加入到pg‑C3Nx分散液中,搅拌90min形成均匀分散液,滴加氨水调节分散液的pH值为11,然后转移至高温高压反应釜中, 180℃反应12h,制得pg‑C3Nx/MFe2O4。
11.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中所述硝酸盐M(NO3)2中的M为Zn。
12.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中所述M(NO3)2和Fe(NO3)3•9H2O的摩尔比1:1。
13.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(C)中所述Fe(NO3)3•9H2O与pg‑C3Nx的质量比为0.3:1。
14.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(D)中,将所得pg‑C3Nx/MFe2O4以碳酸二甲酯DMC为分散剂与金属锂混合并研磨90 min,随后用质量分数10%的稀酸溶液去除生成的锂氧化物。
15.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(D)中所述Li与pg‑C3Nx/MFe2O4的质量比为3%。
16.根据权利要求1所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(D)中所述酸溶液为盐酸。
17.根据权利要求1‑16任一所述方法制备得到的含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂。
18.一种如权利要求17所述含氮/氧双重缺陷结构多孔氮化碳‑铁酸盐复合催化剂的应用,其特征在于:将其应用于可见光照射条件下催化固氮产氨。