[发明专利]一种手性中孔炭纳米纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种手性中孔炭纳米纤维的制备方法，其特征在于：该方法是将两性分子模板与有机单体溶解并混合，加入引发剂混合溶液，引发有机单体的聚合反应，制备得到手性中孔炭纳米纤维前躯体，然后对手性中孔炭纳米纤维前躯体进行高温炭化处理，制得手性中孔炭纳米纤维；所述两性分子模板为N-肉豆蔻酰L-谷氨酸；所述有机单体为吡咯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述手性中孔炭纳米纤维前驱体的制备过程具体为：室温~60℃下，将N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入乙醇中充分溶解，然后加入水和吡咯，于冰水浴中搅拌10~40min，加入引发剂混合溶液，冰水浴条件下搅拌反应0.5~3h，然后减压过滤、洗涤和干燥，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂混合溶液为无机酸或水与无机氧化物水溶液的混合溶液；所述无机氧化物为过硫酸铵或六水三氯化铁。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述无机酸为浓度为1M的盐酸；所述引发剂混合溶液中，盐酸或水与吡咯的用量比为13.1ml∶1ml；

当无机氧化物为过硫酸铵时，所述吡咯∶过硫酸铵的用量比为1ml∶1.64~4.29g；当无机氧化物为六水三氯化铁时，所述吡咯：六水三氯化铁的用量比为1ml∶9.0g。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述无机氧化物水溶液为过硫酸铵与水按用量比0.23~0.59g∶1ml混合得到的过硫酸铵水溶液，或者六水三氯化铁与水按用量比1.24~2.49g∶1ml混合得到的六水三氯化铁水溶液。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述N-肉豆蔻酰L-谷氨酸∶吡咯的用量配比为1g∶（4.3~39.3）ml。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述乙醇∶N-肉豆蔻酰L-谷氨酸∶水的用量配比为2～16ml∶0.014～0.127g∶40ml。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述无机氧化物水溶液在加入前预先冷却至0～5℃；所述洗涤是在室温下减压过滤，并用去离子水和乙醇交替洗涤至滤液接近中性。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的高温炭化处理是在流速为100~400ml/min的氮气气氛中以2～5℃/min的升温速率升温至400～900℃，炭化1～5h，或者以2℃/min的速率升温至800℃，再以5℃/min升到1000℃，炭化3h。

10.一种根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制备而成的手性中孔炭纳米纤维，其特征在于：所述手性中孔炭纳米纤维具有均匀一致的左手性螺旋外形，沿着纤维中心轴存在左手手性中孔孔道，中孔孔道尺寸为10.7～17.7nm，比表面积为38～277m²/g，总孔容为0.09~0.38cm³/g，氮元素含量为4.6～17.5wt.％。