CN102653891A - 一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将苯并噁嗪单体和固化催化剂溶解在溶剂中，得到苯并噁嗪溶液；加入混纺聚合物和含铁化合物；进行静电纺丝，进行固化处理，将固化后的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于氢氧化钾溶液中浸泡，取出后在真空烘箱中进行干燥，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，碳化过程结束后降温至室温，进行酸化处理，放入真空烘箱进行干燥，即得到具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料。本发明在碳纤维本身优异性能的基础上赋予材料磁性，使其在溶剂回收、水处理、汽油捕集等领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，属于功能纳米材料技术领域。
背景技术
近年来，活性纳米碳纤维因其超高的比表面积、可控的微介孔结构和良好的物理性能在环境、能源等重要领域的潜在应用价值越来越受到广泛关注，其中酚醛基活性碳纤维较之其他活性碳纤维相比具有较高的碳化收率、比表面积和导电性能等优点，苯并噁嗪作为一种新型的酚醛材料，其特殊的开环聚合机理可有效改善传统酚醛树脂缩聚固化可控性差的缺点，而且分子结构设计的灵活性可实现对其物性的有效调控，在许多领域有望代替传统的酚醛树脂材料，已有研究表明苯并噁嗪基的碳纳米纤维在水污染处理方面具有非常好的效果。
但在实际处理过程中由于苯并噁嗪基碳纳米纤维体积小、质轻易分散等特点，导致使用后难以对其进行集中回收，不仅造成了纤维材料的浪费，而且对环境还形成了二次污染。使用具有磁性的活性纳米碳纤维可以实现其在被吸附介质中的快速相分离，是解决当前苯并噁嗪基碳纤维在环境保护领域应用问题的一条有效途径。目前还没有涉及水体污染物吸附磁性碳纤维材料的公开专利技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，以解决上述苯并噁嗪基碳纳米纤维难以回收利用的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，采用静电纺丝的方法将磁性物质的前驱体溶液、苯并噁嗪单体以及高分子聚合物模板进行混纺制备杂化纳米纤维，在后续的碳纤维制备过程中实现了磁性物质在纤维材料中的原位生长，从而克服磁性材料在纤维载体中难以均匀分布的问题。通过简易的工艺就可以获得结构均匀、比表面积大、孔隙率高且具有良好磁性的活性碳纳米纤维。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：在室温下，将1-30重量份的苯并噁嗪单体和0.1-5重量份的固化催化剂溶解在装有10-300重量份的溶剂的搅拌釜中，搅拌转速为50-300rpm，搅拌时间为5-30min，得到质量浓度为1-25％的苯并噁嗪溶液；
第二步：在室温下，将1-50重量份的混纺聚合物加入到第一步得到的苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为600-1000rpm，搅拌时间为1-3h，得到混纺聚合物质量浓度为5-35％的溶液；
第三步：在室温下，将含铁化合物加入到第二步得到的溶液中搅拌混合，含铁化合物的质量为苯并噁嗪单体质量的15-30％，搅拌转速为500-1500rpm，搅拌时间4-12h，得到混合溶液；
第四步：在室温和相对湿度为20-60％的条件下，将第三步得到的混合溶液以0.1-3mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接10-40kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置与喷丝头之间的距离为5-30cm；
第五步：将第四步所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜在100-300℃空气氛围中进行固化处理，将固化后的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于质量浓度为10-30％的氢氧化钾溶液中浸泡30-120min，取出后在真空烘箱中进行干燥，干燥温度为60-120℃，干燥时间为30-240min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
第六步：将第五步预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，升温速率为2-10℃/min，碳化温度为600-1600℃，恒温时间为50-200min，碳化过程结束后降温至室温，用0.5-1.5摩尔/升的盐酸溶液酸化处理5-30min，再用去离子水清洗，放入真空烘箱进行干燥，干燥温度为60-120℃，干燥时间为30-240min，即得到具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料。
所述第一步中的苯并噁嗪单体为双酚A-苯胺型、双酚A-2，6-二氟苯胺型、苯酚-间三氟甲苯胺型、双酚AF-4-氟苯胺型、萘酚-苯胺型、苯酚-苯胺型、双酚AF-苯胺型、双酚AF-间三氟甲苯胺型、萘酚-4-氟苯胺型、苯酚-2，6-二氟苯胺型和萘酚-间三氟甲苯胺型中的至少一种。
所述第一步中的固化催化剂包括苯甲酸、己二酸、草酸、苄胺和咪唑中的至少一种。
所述第一步中的溶剂包括甲酸、六氟异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、三氯甲烷、二氯甲烷、苯、甲苯和二甲苯中的一种或两种以上的混合物。
所述第二步中的混纺聚合物为聚丙烯腈、尼龙6、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚醚酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚砜、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、醋酸纤维素、乙基纤维素、壳聚糖、明胶、玉米蛋白、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚吡咯、聚乙烯吡咯烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或两种以上的混合物。
所述第三步中的含铁化合物为乙酰丙酮铁、硫酸亚铁、草酸铁、水合硫酸铁、氯化亚铁、叔丁基二茂铁、乙酰丙酮亚铁、二茂铁和无水氯化铁中的至少一种。
所述第四步中的接收装置为铝箔、铜网、织物或无纺布。
所述第五步中的固化处理采取梯度升温，其升温过程为：升温到100～150℃保温10～30min，升温到160～200℃保温10～30min，升温到220～300℃，保温30～60min。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明将含铁化合物与聚合物溶液共混，通过静电纺丝技术实现了含铁化合物、苯并噁嗪单体与混纺聚合物的均相共混成纤，解决了磁性物质在纤维载体中难以均匀分布的问题，并且伴随着碳化过程的进行，磁性物质在碳纤维中进行原位生长，在保证活性碳纤维具有良好磁性能的基础上，磁性组分与纤维基体结合牢固且不对碳纤维的微孔结构产生负面影响。
(2)本发明使碳纤维兼具良好磁性能，在溶剂回收、空气净化、催化剂载体、水处理、汽油捕集等领域都有广泛的应用前景。
(3)本发明所制备的磁性碳纤维材料符合当前社会生活需要，具有良好的实际应用价值。
(4)本发明制备工艺流程简单，反应条件温和易控制，不需要额外的加工设备。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。以下实施例中的苯并噁嗪单体可以在Sigma中国有限公司购买到；混纺聚合物和溶剂可以在上海晶纯试剂有限公司购买到；高压电源为天津东文高压电源厂生产的DW-P303-1ACD8型；真空管式炉为河南洛阳市西格马仪器制造有限公司生产的T100/17型；孔隙结构分析仪为美国麦克公司生产的ASAP2020型。
实施例1
(1)在室温下，将1.2g萘酚-苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8417)和0.1g咪唑溶解在装有62.5gN，N-二甲基甲酰胺的搅拌釜中，搅拌转速为50rpm，搅拌时间为5min，得到质量浓度为1.8％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将4.1g聚丙烯腈(分子量9万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为600rpm，搅拌时间为1h，得到混纺聚合物质量浓度为5.7％的溶液；
(3)在室温下，加入乙酰丙酮铁0.18g搅拌混合，搅拌速度为500rpm，搅拌时间为4h，得到混合溶液；
(4)在室温、相对湿度为25％的条件下，将得到的混合溶液以0.1mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接10kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为铜网，接收装置与喷丝头之间的距离为15cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到100℃中保持10min，然后升温到160℃保持10min，最后升温到220℃保持30min；将固化后的纤维膜置于质量浓度10％的KOH溶液中浸泡30min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为60℃，干燥时间为30min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为2℃/min，碳化温度为600℃，恒温时间为50min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理5min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为60℃，干燥时间为30min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；
(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布非常均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到50安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1061m2/g，平均孔径在2-3nm。
实施例2
(1)在室温下，将4.6g苯酚-2，6-二氟苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8419)和0.6g己二酸溶解在装有94.2g四氢呋喃的搅拌釜中，搅拌转速为100rpm，搅拌时间为10min，得到质量浓度为5.4％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将9.3g聚苯乙烯(分子量4万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为1h，得到混纺聚合物质量浓度为8.4％的溶液；
(3)在室温下，加入草酸铁0.92g搅拌混合，搅拌速度为700rpm，搅拌时间为5h，得到混合溶液；
(4)在室温和相对湿度为40％的条件下，将得到的混合溶液以0.5mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接15kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为铝箔，接收装置与喷丝头之间的距离为20cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到120℃保持15min，然后升温到170℃保持15min，最后升温到250℃保温30min；将固化后的纤维膜置于质量浓度15％的KOH溶液中浸泡60min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为70℃，干燥时间为60min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为3℃/min，碳化温度为750℃，恒温时间为80min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理10min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为70℃，干燥时间为60min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到60安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1174m2/g，平均孔径在2-4nm。
实施例3
(1)在室温下，将8.1g双酚AF-间三氟甲苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8422)和1.2g苄胺溶解在装有67.7g二氯甲烷的搅拌釜中，搅拌转速为150rpm，搅拌时间为10min，得到质量浓度为11.4％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将16.3g聚醚酰亚胺(分子量6万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为2h，得到混纺聚合物质量浓度为18.4％的溶液；
(3)在室温下，加入水合硫酸铁1.8g搅拌混合，搅拌速度为800rpm，搅拌时间为7h，得到混合溶液；
(4)在室温和相对湿度为45％的条件下，将得到的混纺溶液以1mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接18kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为铝箔，接收装置与喷丝头之间的距离为22cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到130℃保持15min，然后升温到180℃保持15min，最后升温到260℃保温30min；将固化后的纤维膜置于质量浓度15％的KOH溶液中浸泡60min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为65℃，干燥时间为70min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为4℃/min，碳化温度为850℃，恒温时间为100min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理10min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为70℃，干燥时间为60min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布非常均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到75安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1342m2/g，平均孔径在3-4nm。
实施例4
(1)在室温下，将14.7g苯酚-苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8416)和2.5g苯甲酸溶解在装有61.2g N-甲基吡咯烷酮的搅拌釜中，搅拌转速为150rpm，搅拌时间为10min，得到质量浓度为15.2％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将22.3g聚乙烯醇(分子量8万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为2h，得到混纺聚合物质量浓度为21.5％的溶液；
(3)在室温下，加入乙酰丙酮亚铁2.9g搅拌混合，搅拌速度为800rpm，搅拌时间为8h，得到混合溶液；
(4)在室温下和相对湿度为50％的条件下，将得到的混合溶液以2mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接20kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为铝箔，接收装置与喷丝头之间的距离为24cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到110℃保持15min，然后升温到190℃保持15min，最后升温到240℃保持30min；将固化后的纤维膜置于质量浓度20％的KOH溶液中浸泡90min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为80℃，干燥时间为100min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为6℃/min，碳化温度为900℃，恒温时间为120min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理15min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为80℃，干燥时间为150min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布非常均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到80安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1477m2/g，平均孔径在2-4nm。
实施例5
(1)在室温下，将21.5g双酚AF-4-氟苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8421)和4.4g己二酸溶解在装有87.2g六氟异丙醇的搅拌釜中，搅拌转速为200rpm，搅拌时间为20min，得到质量浓度为19.2％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将40.3g乙基纤维素(分子量3万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为900rpm，搅拌时间为3h，得到混纺聚合物质量浓度为26.5％的溶液；
(3)在室温下，加入叔丁基二茂铁4.7g搅拌混合，搅拌速度为1200rpm，搅拌时间为10h，得到混合溶液；
(4)在室温下和相对湿度为55％的条件下，将得到的混合溶液以2.5mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接25kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为无纺布，接收装置与喷丝头之间的距离为25cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到130℃保持25min，然后升温到200℃保持25min，最后升温到280℃保持50min；将固化后的纤维膜置于质量浓度25％的KOH溶液中浸泡90min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为100℃，干燥时间为180min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为8℃/min，碳化温度为1400℃，恒温时间为160min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理25min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为100℃，干燥时间为180min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布十分均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到80安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1610m2/g，平均孔径在4-5nm。
实施例6
(1)在室温下，将30.0g双酚A-2，6-二氟苯胺型苯并噁嗪单体(试剂型号P8425)和5.0g草酸溶解在装有85.0g二甲苯的搅拌釜中，搅拌转速为200rpm，搅拌时间为30min，得到质量浓度为25.0％的苯并噁嗪溶液；
(2)在室温下，将50.0g聚对苯二甲酸乙二醇酯(分子量7万)加入到苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为900rpm，搅拌时间为3h，得到混纺聚合物质量浓度为29.5％的溶液；
(3)在室温下，加入乙酰丙酮铁8.8g搅拌混合，搅拌速度为1500rpm，搅拌时间为12h，得到混合溶液；
(4)在室温下和相对湿度范围为60％的条件下，将得到的混合溶液以3mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接40kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置为无纺布，接收装置与喷丝头之间的距离为30cm；
(5)将所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜放入烘箱在空气氛围中进行梯度升温固化处理，升温程序为升温到150℃保持30min，然后升温到200℃保持30min，最后升温到300℃保持60min；将固化后的纤维膜置于质量浓度30％的KOH溶液中浸泡120min，取出后在真空烘箱中进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为120℃，干燥时间为240min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
(6)将预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，真空度为0.1MPa、升温速率为10℃/min，碳化温度为1600℃，恒温时间为200min；碳化过程结束后降温至室温，用1摩尔/升的盐酸溶液酸化处理30min，再用去离子水清洗10遍，放入真空烘箱进行干燥，真空度为0.1MPa、干燥温度为120℃，干燥时间为240min，即得到所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料；(7)对所制备的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料进行相关性能测试，通过透射电子显微镜可以观察到磁性组分Fe3O4在纤维中分布十分均匀，磁滞回线测试中磁场强度达到90安培/米，利用孔隙结构分析仪测得比表面积可达1675m2/g，平均孔径在2-4nm。
Claims (8)
1.一种具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：在室温下，将1-30重量份的苯并噁嗪单体和0.1-5重量份的固化催化剂溶解在装有10-300重量份的溶剂的搅拌釜中，搅拌转速为50-300rpm，搅拌时间为5-30min，得到质量浓度为1-25％的苯并噁嗪溶液；
第二步：在室温下，将1-50重量份的混纺聚合物加入到第一步得到的苯并噁嗪溶液中搅拌混合，搅拌转速为600-1000rpm，搅拌时间为1-3h，得到混纺聚合物质量浓度为5-35％的溶液；
第三步：在室温下，将含铁化合物加入到第二步得到的溶液中搅拌混合，含铁化合物的质量为苯并噁嗪单体质量的15-30％，搅拌转速为500-1500rpm，搅拌时间4-12h，得到混合溶液；
第四步：在室温和相对湿度为20-60％的条件下，将第三步得到的混合溶液以0.1-3mL/h的流速输入到静电纺丝设备的喷丝头上，同时将喷丝头连接10-40kV电源进行静电纺丝制备苯并噁嗪复合纳米纤维膜，接收装置与喷丝头之间的距离为5-30cm；
第五步：将第四步所得苯并噁嗪复合纳米纤维膜在100-250℃空气氛围中进行固化处理，将固化后的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于质量浓度为10-30％的氢氧化钾溶液中浸泡30-120min，取出后在真空烘箱中进行干燥，干燥温度为60-120℃，干燥时间为30-240min，得到预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜；
第六步：将第五步预处理好的苯并噁嗪复合纳米纤维膜置于真空管式炉中，在氮气气氛保护下升温进行碳化处理，升温速率为2-10℃/min，碳化温度为600-1600℃，恒温时间为50-200min，碳化过程结束后降温至室温，用0.5-1.5摩尔/升的盐酸溶液酸化处理5-30min，再用去离子水清洗，放入真空烘箱进行干燥，干燥温度为60-120℃，干燥时间为30-240min，即得到具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料。
2.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的苯并噁嗪单体为双酚A-苯胺型、双酚A-2，6-二氟苯胺型、苯酚-间三氟甲苯胺型、双酚AF-4-氟苯胺型、萘酚-苯胺型、苯酚-苯胺型、双酚AF-苯胺型、双酚AF-间三氟甲苯胺型、萘酚-4-氟苯胺型、苯酚-2，6-二氟苯胺型和萘酚-间三氟甲苯胺型中的至少一种。
3.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的固化催化剂包括苯甲酸、己二酸、草酸、苄胺和咪唑中的至少一种。
4.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的溶剂包括甲酸、六氟异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、三氯甲烷、二氯甲烷、苯、甲苯和二甲苯中的一种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第二步中的混纺聚合物为聚丙烯腈、尼龙6、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚醚酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚砜、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、醋酸纤维素、乙基纤维素、壳聚糖、明胶、玉米蛋白、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚吡咯、聚乙烯吡咯烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第三步中的含铁化合物为乙酰丙酮铁、硫酸亚铁、草酸铁、水合硫酸铁、氯化亚铁、叔丁基二茂铁、乙酰丙酮亚铁、二茂铁和无水氯化铁中的至少一种。
7.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第四步中的接收装置为铝箔、铜网、织物或无纺布。
8.如权利要求1所述的具有磁性的苯并噁嗪基碳纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述第五步中的固化处理采取梯度升温，其升温过程为：升温到100～150℃保温10～30min，升温到160～200℃保温10～30min，升温到220～300℃，保温30～60min。
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