一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法，本发明专利技术的微管不仅具有很好的韧性、表面强度，通过铁的掺杂还赋予了其很好的磁性，增强了其功能性，扩大了其使用范围，本发明专利技术的微管质轻，便于加工、安装，综合性能优越。

Preparation method of iron doped hollow calcium carbonate micro tube

The invention discloses a preparation method of iron doped calcium carbonate hollow tube, the invention of the microtubule not only has toughness, good surface strength, the iron doped with magnetic good, enhance its functionality, expand the scope of its use, the invention of the microtubule qualitative light, easy to the processing and installation, excellent comprehensive performance.

【技术实现步骤摘要】
一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法。
技术介绍
作为一种有序构造结构，空心纳米结构带来了许多一般纳米材料无法得到的性能，具有许多新的用途。相对一般的纳米粒子的制备而言，空心纳米材料的制备难度较大，很难用一般的合成技术直接得到。目前报道的制备中空纳米材料的方法主要有自组装法、模板法、水热合成法、溶胶一凝胶法、喷嘴反应器法、乳液界面聚合法和熟化法等。其中模板法是当前一种最直观较为有效的简单制备方法，应用非常广泛，一般包括四个步骤，①模板的制备②对模板进行表面改性功能化以获得特定的表面物理化学性能③通过各种方法在模板表面沉积壳层材料，必要时可以进行后处理，以获得致密的完整的壳层④选择地刻蚀除去模板材料，制得空心纳米材料。可见一般制备空心纳米材料的步骤都比较繁琐，更有研究者指出正是由于空心纳米材料制备的步骤繁琐，严重阻碍了其产业化和应用。因此，简化空心纳米材料的制备过程有着重要的理论意义和现实意义。对模板制备而言，模板材料要求尺寸分布窄、容易大量制得、有不同尺寸规格的商业化供应或者能用简单的经典方法制备。目前，应用最多的模板主要集中在单分散的二氧化硅溶胶纳米粒子和聚苯乙烯纳米乳胶粒子，还有就是碳微球、金属纳米粒子和金属氧化物粒子模板。脱除模板一般都是用合适的溶剂溶解或者高温锻烧的方法，关键是要脱除模板后壳材料不能坍塌，因此最好是通过溶剂溶解脱除模板。有效地完整地在模板表面沉积壳层材料是最具挑战的，因为核材料和壳材料往往晶格或表面性能等不匹配。这就需要通过对模板进行表面改性功能化以获得特定的功能化基团或性质来克服，如使其表面带上电荷在一些情况下，可以在制备模板的同时进行表面功能化，如通过共聚合一步制得表面带有功能基团的功能高分子模板，这样可以简化空心纳米材料的制备过程；申请号201510817816.8，一种碳酸钙微球的制备方法，先用阳离子聚合物和表面活性剂与氯化钙溶液中钙离子形成络离子，再将碳酸钠溶液加入反应器中，并在超声和机械搅拌的条件下进行，待反应结束，离心除去反应液中的杂物，将沉淀物留下并用去离子水洗涤、过滤、干燥得到负载阳离子聚合物的碳酸钙微球，但是其功能性单一，表面强度低，韧性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法，包括以下步骤：（1）取二茂铁，加入到其重量40-50倍的去离子水中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为50-60℃，加入对苯氧基苯甲酸，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得羧基化铁；（2）取丙烯腈，加入到其重量30-40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得氨化单体；（3）取上述氨化单体，加入到其重量10-17倍的甲苯中，搅拌均匀，通入氮气，加入辛酸亚锡，升高温度为70-75℃，加入过氧化二苯甲酰，搅拌反应4-6小时，过滤，将沉淀常温干燥，得氨化聚合物；（4）取上述氨化聚合物，加入到其重量5-6倍的四氢呋喃溶液中，搅拌均匀，通过静电纺丝得到氨化纤维；（5）取氯化钙，加入到其重量50-60倍的去离子水中，加入二乙醇酰胺，搅拌均匀，得氯化钙分散液；（6）将上述羧基化铁、氨化纤维混合，加入到混合料重量20-30倍的、70-75%的乙醇溶液中，在60-70℃下保温搅拌1-2小时，加入上述氯化钙分散液，搅拌条件下加入碳酸钠，升高温度为80-90℃，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，真空100-110℃下干燥1-2小时，得铁掺杂纤维交联碳酸钙；（7）取上述铁掺杂纤维交联碳酸钙，在500-550℃的空气气氛中煅烧3-5小时，冷却至常温，即得所述铁掺杂中空碳酸钙微管。本专利技术的优点：本专利技术将丙烯腈通过γ―氨丙基三乙氧基硅烷处理，得到氨化单体，然后以过氧化二苯甲酰为引发剂，经过聚合反应，得氨化聚合物，然后通过静电纺丝得到氨化纤维，再与羧基化铁共混交联，得铁掺杂纤维交联碳酸钙，然后通过煅烧除去聚合物模板，得到铁掺杂中空碳酸钙微管；本专利技术的微管不仅具有很好的韧性、表面强度，通过铁的掺杂还赋予了其很好的磁性，增强了其功能性，扩大了其使用范围，本专利技术的微管质轻，便于加工、安装，综合性能优越。具体实施方式实施例1一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法，包括以下步骤：（1）取二茂铁，加入到其重量40倍的去离子水中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为60℃，加入对苯氧基苯甲酸，保温搅拌1小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得羧基化铁；（2）取丙烯腈，加入到其重量40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在65℃下保温搅拌1小时，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得氨化单体；（3）取上述氨化单体，加入到其重量17倍的甲苯中，搅拌均匀，通入氮气，加入辛酸亚锡，升高温度为75℃，加入过氧化二苯甲酰，搅拌反应4小时，过滤，将沉淀常温干燥，得氨化聚合物；（4）取上述氨化聚合物，加入到其重量6倍的四氢呋喃溶液中，搅拌均匀，通过静电纺丝得到氨化纤维；（5）取氯化钙，加入到其重量60倍的去离子水中，加入二乙醇酰胺，搅拌均匀，得氯化钙分散液；（6）将上述羧基化铁、氨化纤维混合，加入到混合料重量30倍的、75%的乙醇溶液中，在70℃下保温搅拌1小时，加入上述氯化钙分散液，搅拌条件下加入碳酸钠，升高温度为90℃，保温搅拌1小时，过滤，将沉淀水洗，真空110℃下干燥1小时，得铁掺杂纤维交联碳酸钙；（7）取上述铁掺杂纤维交联碳酸钙，在500℃的空气气氛中煅烧3小时，冷却至常温，即得所述铁掺杂中空碳酸钙微管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取二茂铁，加入到其重量40‑50倍的去离子水中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为50‑60℃，加入对苯氧基苯甲酸，保温搅拌1‑2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得羧基化铁；（2）取丙烯腈，加入到其重量30‑40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在60‑65℃下保温搅拌1‑2小时，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得氨化单体；（3）取上述氨化单体，加入到其重量10‑17倍的甲苯中，搅拌均匀，通入氮气，加入辛酸亚锡，升高温度为70‑75℃，加入过氧化二苯甲酰，搅拌反应4‑6小时，过滤，将沉淀常温干燥，得氨化聚合物；（4）取上述氨化聚合物，加入到其重量5‑6倍的四氢呋喃溶液中，搅拌均匀，通过静电纺丝得到氨化纤维；（5）取氯化钙，加入到其重量50‑60倍的去离子水中，加入二乙醇酰胺，搅拌均匀，得氯化钙分散液；（6）将上述羧基化铁、氨化纤维混合，加入到混合料重量20‑30倍的、70‑75%的乙醇溶液中，在60‑70℃下保温搅拌1‑2小时，加入上述氯化钙分散液，搅拌条件下加入碳酸钠，升高温度为80‑90℃，保温搅拌1‑2小时，过滤，将沉淀水洗，真空100‑110℃下干燥1‑2小时，得铁掺杂纤维交联碳酸钙；（7）取上述铁掺杂纤维交联碳酸钙，在500‑550℃的空气气氛中煅烧3‑5小时，冷却至常温，即得所述铁掺杂中空碳酸钙微管。...

【技术特征摘要】
1.一种铁掺杂中空碳酸钙微管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取二茂铁，加入到其重量40-50倍的去离子水中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为50-60℃，加入对苯氧基苯甲酸，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得羧基化铁；（2）取丙烯腈，加入到其重量30-40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入硬脂酸锌，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得氨化单体；（3）取上述氨化单体，加入到其重量10-17倍的甲苯中，搅拌均匀，通入氮气，加入辛酸亚锡，升高温度为70-75℃，加入过氧化二苯甲酰，搅拌反应4-6小时，过滤，将沉淀常温干燥，得氨化聚合物；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，
申请(专利权)人：张娟，
类型：发明
国别省市：安徽,34