CN102701181A - 一种手性中孔炭纳米纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，公开一种手性中孔炭纳米纤维及其制备方法。该方法是以吡咯作为有机单体，过硫酸铵或三氯化铁作为氧化剂，手性两性分子N-肉豆蔻酰L-谷氨酸作为模板，通过手性模板分子自组装体诱导法，合成出手性中孔炭纳米纤维前躯体，然后在惰性气氛中高温炭化得到手性中孔炭纤维。该方法制备的手性中孔炭纤维具有均匀一致的螺旋外形，同时，沿着纤维轴中心存在着手性中孔孔道，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，另外，在纤维壁炭骨架上含有丰富的氮杂原子，氮元素含量为4.6～17.5wt.％。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种利用手性两性分子自组装体为模板制备的手性中孔炭纳米纤维及其制备方法。
背景技术
手性是自然界的本质属性之一，它以各种形式存在于大自然、科学、艺术和建筑中。设计合成具有手性结构的多孔材料引起了广泛的关注，主要因为其在手性分离、手性识别、手性催化等领域具有广阔的应用前景。到目前为止，手性多孔材料的开发主要集中在一些无机化合物（如手性中孔二氧化硅）、金属有机框架材料和螺旋高分子等。纳米孔炭材料具有高的比表面积、稳定的物理化学性质、高的骨架导电率、可调的孔径以及表面化学性质等特点，可广泛用作超级电容器电极、催化剂以及催化剂载体、气体储存和过滤材料等。
纳米结构的创新是决定此类纳米孔炭材料的性能能否取得突破的关键。迄今为止，具有手性孔和螺旋外形结构的纳米孔炭纤维材料尚未见报道。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种手性中孔炭纳米纤维的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述方法制备的手性中孔炭纳米纤维。该炭材料具有均匀一致的左手性螺旋外形和左手性中孔孔道，同时炭骨架含有丰富的氮元素。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种手性中孔炭纳米纤维的制备方法，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；所述有机单体优选吡咯。
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（室温为20~25℃），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，置于冰水浴中搅拌10~40min，加入引发剂混合溶液，引发有机单体聚合，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，该前驱体的化学成分为聚吡咯。
所述N-肉豆蔻酰L-谷氨酸∶吡咯的用量配比为1g∶4.3~39.3ml。
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。
所述引发剂混合溶液为无机酸与无机氧化物水溶液的混合溶液，或者水与无机氧化物水溶液的混合溶液。所述无机酸为盐酸，所述盐酸的浓度为1M；所述无机氧化物为过硫酸铵或六水三氯化铁。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，所述无机氧化物水溶液中，过硫酸铵与水的用量比为0.23~0.59g∶1ml；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，所述无机氧化物水溶液中，六水三氯化铁与水的用量比为1.24~2.49g∶1ml。
所述无机氧化物水溶液在加入前预冷至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，直到滤液接近中性。
所述的高温炭化处理是在惰性气氛中进行的，所述惰性气氛是流速为100~400ml/min的氮气气氛；所述的高温炭化处理是以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。
一种手性中孔炭纳米纤维，就是通过上述制备方法制备的，该手性中孔炭纳米纤维具有均匀一致的左手性螺旋外形，沿着纤维轴中心存在左手性中孔孔道，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6.8～17.5wt.％。
本发明的原理是：
利用手性纳米孔聚合物作为炭前躯体，是创造手性纳米孔炭材料的有效途径之一；其核心技术在于确保聚合物骨架在高温热处理过程中具有可成炭性，同时其手性纳米孔结构具有可继承性。前期研究表明：共轭聚合物由于其骨架分子链的刚性结构以及链间的π-π等作用，具有优异的骨架成炭性和纳米结构继承性，能够将其直接高温炭化而制备得到一类具有纳米结构的新颖炭纳米纤维。
本发明以吡咯作为有机单体，过硫酸铵或三氯化铁作为氧化剂，通过两性分子N-肉豆蔻酰L-谷氨酸的自组装体为模板和“种子”，通过手性模板分子自组装体诱导法，合成出手性中孔炭纳米纤维前躯体，即具有手性结构特征的聚吡咯，然后在惰性气氛中炭化，成功地合成了手性中孔和螺旋外形的炭纳米纤维。研究表明：这类中孔共轭聚合物由于其骨架分子链的刚性结构以及链间的π-π等作用，具有优异的骨架成炭性和手性中孔结构继承性，将其直接高温炭化可制备得到一类具有手性中孔和螺旋外形的新型炭纳米纤维。此外，所获得的新材料的炭骨架具有丰富的氮元素，炭化温度为800℃时，其氮含量依然高达11.4wt.％。
相对现有产品，本发明的产品具有以下优点及有益效果：
本发明制备的手性中孔炭纤维具有均匀一致的螺旋外形，同时，沿着纤维轴中心存在着手性中孔孔道，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。
另外，在该纤维壁炭骨架上含有丰富的氮杂原子，氮元素含量为4.6～17.5wt.％。本发明的产品结合了纳米孔炭材料本身独特的优点（比如炭骨架良好的导电性，较大的比表面积和孔容，以及炭骨架壁上官能团的可修饰等特点）以及手性材料的优势（螺旋外形和手性中孔），使其在电、磁功能材料、手性吸附分离、手性纳米材料的合成以及手性催化等方面展现潜在的应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片。
图2为实施例1制备的手性中孔炭纳米纤维的透射电镜照片。
图3为实施例1制备的手性中孔炭纳米纤维的氮气吸附－脱附等温线图和孔径分布图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸（N-肉豆蔻酰L-谷氨酸是根据文献自行合成的，文献为：(1)J.Am.Oil Chem.Soc.1972,49,157.或者(2)范茬兴,手性介孔导电高分子的合成及其机理探究,上海交通大学硕士学位论文,2008）加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min；再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的将1.824g过硫酸铵溶解于4ml水得到的过硫酸铵水溶液，然后在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，将过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中干燥24h，得到手性中孔炭纳米纤维前驱体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前驱体置于400ml/min流速的氮气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至800℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，得到手性中孔炭纳米纤维。
用导电胶将制备的手性中孔炭纳米纤维固定在观察台上，置于真空烘箱中干燥12h，经喷金处理后，用日本电子株式会社产的JSM-6330F冷场发射扫描电镜观察样品的结构形貌，得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片见图1。由图1可见，所制备的手性中孔炭纳米纤维由直径为80nm左右、长度为几百纳米到几微米的纤维组成，并且纤维外形具有左手性的螺旋结构。
将制备的手性中孔炭纳米纤维充分碾磨，之后取小量制备的手性中孔炭纳米纤维置于无水乙醇中，超声分散。将小量的样品置于铜网上，100°C下烘12h以上，利用日本电子株式会社产的JEM-2010H透射电镜观察样品结构。得到手性中孔炭纳米纤维的透射电镜照片见图2。由图2可见，沿着螺旋纳米纤维中心轴存在着13nm左右的手性中孔孔道，由于该中孔孔道是继承了聚吡咯的手性结构，因而也具有左手性结构；同时由透射电镜照片也可看出所得纤维中存在手性中孔孔道，可知所得纳米纤维炭材料的内部孔道的手性与外形的手性一致。
用美国Micromeritics公司产的ASAP2020吸附仪测定样品的N2吸附-脱附等温线。取约0.1g制备的手性中孔炭纳米纤维，测试前在250°C下真空脱气6h。然后利用BTE方法计算样品的比表面积SBET,用t-polt法计算总孔容，BJH吸附计算孔径分布。测试结果见图3，其中，左图为手性中孔炭纳米纤维的氮气吸附－脱附等温线图，右图为孔径分布图。可见，所得手性中孔炭纳米纤维的中孔孔道尺寸为13.8nm，与透射电镜结果相一致；BET比表面积为50m2/g；总孔容为0.11cm3/g。
采用德国元素分析仪（Elementar GmbH Vario EL）测定样品中的C、N、H含量。结果表明，所得手性中孔炭纳米纤维中，炭骨架氮含量为11.4wt.％；用Thermo-VG Scientific公司生产的ESCALAB250型X-射线光电子能谱仪分析对制备的手性中孔炭纳米纤维进行光电子能谱分析。制备的手性中孔炭纳米纤维在110°C下干燥8小时后，采用Al Kα射线（能量为1486.6eV），真空度为7×10-9Torr，谱图用Xpspeak41软件拟合分峰，结果表明，氮原子主要以在石墨边缘的吡啶型氮和石墨层中间的季胺型氮存在。
实施例2
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌10min；再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的4.973g六水三氯化铁溶解于2ml水中得到的六水三氯化铁水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应0.5h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在400ml/min流速的氮气气氛下，以3℃/min的升温速率升温至800℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维的中孔孔道尺寸为13.8nm，BET比表面积为114m2/g，总孔容为0.16cm3/g，炭骨架氮含量为11.4wt.％，测试方法同实施例1。
实施例3
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min；再分别加入7.2ml水和预先冷却至0~5°C的4.973g六水三氯化铁溶解于4ml水得到的六水三氯化铁水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应3h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在100ml/min流速的氮气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至900℃，恒温炭化5h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维的中孔孔道尺寸为10.7nm，BET比表面积为238m2/g，总孔容为0.25cm3/g，炭骨架氮含量为4.60wt.％，测试方法同实施例1。
实施例4
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min；再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的0.912g过硫酸铵溶解于4ml水中得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h；减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性；过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体样品在200ml/min流速的氮气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至400℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维中孔孔道尺寸为10.7nm，BET比表面积为38m2/g，总孔容为0.09cm3/g,炭骨架氮含量为17.5wt.％，测试方法同实施例1。
实施例5
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min；再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的1.824g过硫酸铵溶解于4ml水中得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h；减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性；过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在200ml/min流速的氮气气氛下，以3℃/min的升温速率升温至600℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维的中孔孔道尺寸为13.8nm，BET比表面积为66m2/g，总孔容为0.09cm3/g,炭骨架氮含量为15.4wt.％，测试方法同实施例1。
实施例6
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解；紧接着分别加入40ml去离子水和0.55ml吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min，再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的1.824g过硫酸铵溶解于4ml水中得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后得到的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在400ml/min流速的氮气气氛下，以2℃/min的升温速率升温到800℃，再以5℃/min升温到1000℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维的中孔孔道尺寸为17.7nm，BET比表面积为277m2/g，总孔容为0.25cm3/g,炭骨架氮含量为6.8wt.％，测试方法同实施例1。
实施例7
将质量为0.071gN-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解，紧接着分别加入40ml的去离子水和0.55ml的吡咯单体，置于冰水浴中搅拌40min，再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的2.376g过硫酸铵溶解于4ml水得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在400ml/min流速的氮气气氛下，以2℃/min的升温速率至800℃，恒温炭化1h，自然降温到室温，得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维中孔孔道尺寸为13.7nm，BET比表面积为239m2/g，总孔容为0.31cm3/g，炭骨架氮含量为11.4wt.％，测试方法同实施例1。
实施例8
将质量为0.127g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到8ml乙醇中，在60℃下充分溶解，紧接着分别加入40ml的去离子水和0.55ml的吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min，再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的1.824g过硫酸铵溶解于4ml水得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在400ml/min流速的氮气气氛下，以3℃/min的升温速率至800℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维中孔孔道尺寸为13.7nm，BET比表面积为228m2/g，总孔容为0.38cm3/g，炭骨架氮含量为11.4wt.％，测试方法同实施例1。
实施例9
将质量为0.014gN-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到2ml乙醇中，在60℃下充分溶解，紧接着分别加入40ml的去离子水和0.55ml的吡咯单体，置于冰水浴中搅拌40min，再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的2.367g过硫酸铵溶解于4ml水得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后得到的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在100ml/min流速的氮气气氛下，以3℃/min的升温速率升温至800℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维中孔孔道尺寸为13.8nm，BET比表面积为38m2/g，总孔容为0.09cm3/g，炭骨架氮含量为11.4wt.％，测试方法同实施例1。
实施例10
将质量为0.014g N-肉豆蔻酰L-谷氨酸加入到16ml乙醇中，在60℃下充分溶解，紧接着分别加入40ml的去离子水和0.55ml的吡咯单体，置于冰水浴中搅拌20min，再分别加入7.2ml 1M HCl和预先冷却至0~5°C的1.824g过硫酸铵溶解于4ml水得到的过硫酸铵水溶液，在冰水浴中磁力搅拌反应1h，减压过滤，并用水、乙醇交替洗涤，直到滤液接近中性，过滤洗涤后得到的产物置于50℃真空烘箱中烘干24h，得到手性中孔炭纳米纤维前躯体。将得到的手性中孔炭纳米纤维前躯体在400ml/min流速的氮气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至800℃，恒温炭化3h，自然降温到室温，即得到手性中孔炭纳米纤维。
得到手性中孔炭纳米纤维的扫描电镜照片及透射电镜照片与实施例1相似，表明其外形具有左手性的螺旋结构，并且沿着螺旋纳米纤维中心轴存在手性中孔孔道，测试方法同实施例1。
所制备的手性中孔炭纳米纤维中孔孔道尺寸为10.6nm，BET比表面积为111m2/g，总孔容为0.13cm3/g，炭骨架氮含量为11.4wt.％，测试方法同实施例1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
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.％。
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