本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種鐵摻雜中空碳酸鈣微管的制備方法。
背景技術(shù)：
作為一種有序構(gòu)造結(jié)構(gòu)，空心納米結(jié)構(gòu)帶來了許多一般納米材料無法得到的性能，具有許多新的用途。相對一般的納米粒子的制備而言，空心納米材料的制備難度較大，很難用一般的合成技術(shù)直接得到。目前報(bào)道的制備中空納米材料的方法主要有自組裝法、模板法、水熱合成法、溶膠一凝膠法、噴嘴反應(yīng)器法、乳液界面聚合法和熟化法等。其中模板法是當(dāng)前一種最直觀較為有效的簡單制備方法，應(yīng)用非常廣泛，一般包括四個(gè)步驟，①模板的制備②對模板進(jìn)行表面改性功能化以獲得特定的表面物理化學(xué)性能③通過各種方法在模板表面沉積殼層材料，必要時(shí)可以進(jìn)行后處理，以獲得致密的完整的殼層④選擇地刻蝕除去模板材料，制得空心納米材料?？梢娨话阒苽淇招募{米材料的步驟都比較繁瑣，更有研究者指出正是由于空心納米材料制備的步驟繁瑣，嚴(yán)重阻礙了其產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用。因此，簡化空心納米材料的制備過程有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
對模板制備而言，模板材料要求尺寸分布窄、容易大量制得、有不同尺寸規(guī)格的商業(yè)化供應(yīng)或者能用簡單的經(jīng)典方法制備。目前，應(yīng)用最多的模板主要集中在單分散的二氧化硅溶膠納米粒子和聚苯乙烯納米乳膠粒子，還有就是碳微球、金屬納米粒子和金屬氧化物粒子模板。脫除模板一般都是用合適的溶劑溶解或者高溫鍛燒的方法，關(guān)鍵是要脫除模板后殼材料不能坍塌，因此最好是通過溶劑溶解脫除模板。有效地完整地在模板表面沉積殼層材料是最具挑戰(zhàn)的，因?yàn)楹瞬牧虾蜌げ牧贤Ц窕虮砻嫘阅艿炔黄ヅ?。這就需要通過對模板進(jìn)行表面改性功能化以獲得特定的功能化基團(tuán)或性質(zhì)來克服，如使其表面帶上電荷在一些情況下，可以在制備模板的同時(shí)進(jìn)行表面功能化，如通過共聚合一步制得表面帶有功能基團(tuán)的功能高分子模板，這樣可以簡化空心納米材料的制備過程；申請?zhí)?01510817816.8，一種碳酸鈣微球的制備方法，先用陽離子聚合物和表面活性劑與氯化鈣溶液中鈣離子形成絡(luò)離子，再將碳酸鈉溶液加入反應(yīng)器中，并在超聲和機(jī)械攪拌的條件下進(jìn)行，待反應(yīng)結(jié)束，離心除去反應(yīng)液中的雜物，將沉淀物留下并用去離子水洗滌、過濾、干燥得到負(fù)載陽離子聚合物的碳酸鈣微球，但是其功能性單一，表面強(qiáng)度低，韌性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種鐵摻雜中空碳酸鈣微管的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種鐵摻雜中空碳酸鈣微管的制備方法，包括以下步驟：
（1）取二茂鐵，加入到其重量40-50倍的去離子水中，加入三羥甲基丙烷，升高溫度為50-60℃，加入對苯氧基苯甲酸，保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得羧基化鐵；
（2）取丙烯腈，加入到其重量30-40倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在60-65℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，加入硬脂酸鋅，攪拌均勻，蒸餾除去乙醇，得氨化單體；
（3）取上述氨化單體，加入到其重量10-17倍的甲苯中，攪拌均勻，通入氮?dú)?，加入辛酸亞錫，升高溫度為70-75℃，加入過氧化二苯甲酰，攪拌反應(yīng)4-6小時(shí)，過濾，將沉淀常溫干燥，得氨化聚合物；
（4）取上述氨化聚合物，加入到其重量5-6倍的四氫呋喃溶液中，攪拌均勻，通過靜電紡絲得到氨化纖維；
（5）取氯化鈣，加入到其重量50-60倍的去離子水中，加入二乙醇酰胺，攪拌均勻，得氯化鈣分散液；
（6）將上述羧基化鐵、氨化纖維混合，加入到混合料重量20-30倍的、70-75%的乙醇溶液中，在60-70℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，加入上述氯化鈣分散液，攪拌條件下加入碳酸鈉，升高溫度為80-90℃，保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，過濾，將沉淀水洗，真空100-110℃下干燥1-2小時(shí)，得鐵摻雜纖維交聯(lián)碳酸鈣；
（7）取上述鐵摻雜纖維交聯(lián)碳酸鈣，在500-550℃的空氣氣氛中煅燒3-5小時(shí)，冷卻至常溫，即得所述鐵摻雜中空碳酸鈣微管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明將丙烯腈通過γ―氨丙基三乙氧基硅烷處理，得到氨化單體，然后以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，經(jīng)過聚合反應(yīng)，得氨化聚合物，然后通過靜電紡絲得到氨化纖維，再與羧基化鐵共混交聯(lián)，得鐵摻雜纖維交聯(lián)碳酸鈣，然后通過煅燒除去聚合物模板，得到鐵摻雜中空碳酸鈣微管；
本發(fā)明的微管不僅具有很好的韌性、表面強(qiáng)度，通過鐵的摻雜還賦予了其很好的磁性，增強(qiáng)了其功能性，擴(kuò)大了其使用范圍，本發(fā)明的微管質(zhì)輕，便于加工、安裝，綜合性能優(yōu)越。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種鐵摻雜中空碳酸鈣微管的制備方法，包括以下步驟：
（1）取二茂鐵，加入到其重量40倍的去離子水中，加入三羥甲基丙烷，升高溫度為60℃，加入對苯氧基苯甲酸，保溫?cái)嚢?小時(shí)，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得羧基化鐵；
（2）取丙烯腈，加入到其重量40倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，在65℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入硬脂酸鋅，攪拌均勻，蒸餾除去乙醇，得氨化單體；
（3）取上述氨化單體，加入到其重量17倍的甲苯中，攪拌均勻，通入氮?dú)?，加入辛酸亞錫，升高溫度為75℃，加入過氧化二苯甲酰，攪拌反應(yīng)4小時(shí)，過濾，將沉淀常溫干燥，得氨化聚合物；
（4）取上述氨化聚合物，加入到其重量6倍的四氫呋喃溶液中，攪拌均勻，通過靜電紡絲得到氨化纖維；
（5）取氯化鈣，加入到其重量60倍的去離子水中，加入二乙醇酰胺，攪拌均勻，得氯化鈣分散液；
（6）將上述羧基化鐵、氨化纖維混合，加入到混合料重量30倍的、75%的乙醇溶液中，在70℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入上述氯化鈣分散液，攪拌條件下加入碳酸鈉，升高溫度為90℃，保溫?cái)嚢?小時(shí)，過濾，將沉淀水洗，真空110℃下干燥1小時(shí)，得鐵摻雜纖維交聯(lián)碳酸鈣；
（7）取上述鐵摻雜纖維交聯(lián)碳酸鈣，在500℃的空氣氣氛中煅燒3小時(shí)，冷卻至常溫，即得所述鐵摻雜中空碳酸鈣微管。