本发明涉及有序共轭高分子材料技术领域。更具体地，涉及一种有序共轭高分子材料的合成方法。
背景技术：
共轭高分子因结构中含有相互连接的p轨道，在交替的c-c和c＝c键的主链中具有离域电子从而赋予其独特的机械、光学和电子特性，在微电子、光电子、信息和能源领域具有广泛的应用，其研究已成为高分子科学的重要方向。而共轭高分子的远程定向排列顺序在软物质研究领域从深入了解其内在状态到制造基于聚合物的高性能器件具有重要意义。由于缺乏制备有序共轭高分子的方法，因此该领域的研究不足。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种有序共轭高分子材料的合成方法，该方法制备得到的共轭高分子材料分子链有序性高，且该方法具有很高的通用性，适用于基于各种挥发性单体的有序共轭高分子的制备；同时，该方法操作简单、方便、生产成本低。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种有序共轭高分子材料的合成方法，包括如下步骤：
将挥发性单体在表面结合有氧化剂的微腔结构内进行原位蒸汽聚合反应，得到位于微腔结构内的所述有序共轭高分子材料。
上述合成方法中，原位蒸汽聚合反应是指将挥发性单体的蒸汽在表面结合有氧化剂的微腔结构的微腔内进行原位聚合反应。可以理解，原位蒸汽聚合反应的条件应至少在使得挥发性单体在处于蒸汽条件下进行。例如，原位聚合反应的温度可为为在挥发性单体的熔点到40℃温度之间。原位聚合反应的压力优选在0.01-50kpa之间，也即，原位聚合反应可在真空条件下进行，也可在加压条件下进行。此外，原位聚合反应的环境气氛可以为不参与反应的任何气体和空气中的一种或多种混合气体。进一步地，原位聚合反应的时间可以优选控制在1小时-100天。示例性地，原位聚合反应的时间包括但不限于1-6小时、1-12小时、1-110小时、6-12小时、6-24小时等。
本发明的合成方法中，以表面结合有氧化剂的微腔结构为模板，以挥发性单体为反应物，将挥发性单体在微腔结构内进行原位蒸汽聚合反应，从而可得到分子链排列有序的共轭高分子材料。
上述挥发性单体可优选为导电高分子材料的挥发性单体。示例性的挥发性单体包括但不限于选自吡咯、噻吩、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩、3-甲氧基噻吩、3-己基噻吩中的一种或几种。
进一步地，所述表面结合有氧化剂的微腔结构具有封闭或半封闭的结构。且该微腔结构在肉眼下看到的为封闭的结构。当该微腔结构为封闭的结构时，该合成方法中，是先将挥发性单体施加至微腔结构的微腔内，再对微腔进行封闭。
本发明中，微腔结构中的微腔直径大小在1nm-5mm均可。微腔的大小会影响结果，微腔提供限域模板，如果尺寸过大，则起不到限域模板的作用。尺寸太小，则挥发性单体分子无法进入微腔，进行反应。示例性地，所述微腔结构中的微腔直径包括但不限于为1-100nm、1nm-4mm、1nm-3mm、1nm-2mm、10nm-2mm等。
进一步地，所述表面结合有氧化剂的微腔结构选自表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫、具有孔隙的金属有机框架材料、密封或半密封的聚合物微腔、具有分子链间孔隙的聚合物、具有分子链间空隙的溶胀后的聚合物、由聚合物颗粒堆叠形成的微腔；更优选为表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫，此时，得到的材料的有序性更好。其中，对二维材料泡沫、金属有机框架材料、聚合物等的选择没有特别要求，其中的孔隙、空隙满足上述微腔直径大小要求即可。
此外，本发明中还发现，带有微孔的二维材料泡沫柔性的结构赋予了该微腔结构好的柔性，这有助于更容易得到分散性更好，有序性更高的共轭高分子材料。
进一步地，所述带有微孔的二维材料泡沫为带有微孔的单质类二维材料泡沫、金属硫族化合物二维材料沫、二维黏土类二维材料沫中的一种或几种。
进一步地，上述带有微孔的金属硫族化合物二维材料优选为带有微孔的过渡金属硫族化合物二维材料。
示例性地，所述单质类二维材料选自石墨烯、氧化石墨烯、硅烯、石墨炔、锑烯中的一种或几种。
示例性地，所述金属硫族化合物二维材料为过渡金属硫簇化合物二维材料。
示例性地，所述过渡金属硫簇化合物二维材料选自二硫化钼、二硫化锡、二硫化铼、二硒化钼中的一种或几种。
示例性地，所述二维黏土类二维材料为ti3c2tx。
进一步地，当所述表面结合有氧化剂的微腔结构为表面结合有氧化剂的氧化石墨烯时，该方法还可以包括将制备得到的有序共轭高分子材料有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫还原，得到有序聚吡咯/石墨烯泡沫的步骤。
进一步地，所述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫的制备方法包括如下步骤：
将包含氧化剂的二维材料的水分散液施加在置于液氮气氛的基底上，得到位于基底上的二维材料的阵列；
将所述阵列冷冻至冰点以下，再冷冻干燥，得所述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫。
更进一步地，所述将所述阵列冷冻至冰点以下，再冷冻干燥的方法包括如下步骤：
将所述阵列在-70～-90℃温度冷冻2小时，再在-60～-65℃温度冷冻干燥40小时，得所述带有微孔的二维材料泡沫。
上述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫的制备方法中，将基底置于液氮气氛中，也即赋予低温工作环境。因为该工作环境温度低于水的凝固点，所以包含氧化剂的二维材料的水分散液迅速在基底上凝固，从而得到固态的位于基底上的二维材料的阵列。
上述制备方法中，将阵列冷冻至冰点以下会使得得到的阵列结构更稳定，通过上述方法制备得到的表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫结构致密、微孔结构均匀，尤其适合作为基底供所述挥发性单体进行原位蒸汽聚合反应，从而使得制备得到的共轭高分子材料有序性更高、分散度更好。
进一步地，上述制备方法中，所述基底为经过等离子体处理后的硅或氧化硅基底。
进一步地，上述制备方法中，施加的方式包括直写，如将包含氧化剂的二维材料的水分散液置于水笔中，通过直写的方式在基底上书写。
进一步地，所述氧化剂选自氯化铁、过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾中的一种或几种。
进一步地，所述水分散液中，氧化剂的浓度为0.0005-1m。
进一步地，所述挥发性单体选自吡咯、噻吩、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩、3-甲氧基噻吩、3-己基噻吩中的一种或几种。
进一步地，所述方法还包括将所述有序共轭高分子材料从微腔结构中分离的步骤。示例性地，可用热的酸洗，从而实现分离。
本发明的有益效果如下：
本发明的合成方法中，首次提出了一种新的合成有序共轭高分子材料的方法，通过该方法合成得到的共轭高分子材料分散度好且高度有序。该方法中，适用的微腔结构的微腔直径大小可达到1nm-5mm，范围大，微腔直径在微米、毫米级也能够适用于合成得到本发明的有序共轭高分子材料中。此外，本发明的合成方法可根据需要的形状从而合成具有不同形状的有序共轭高分子材料，如片状等。最后，该方法简单、易于实施且成本低，非常适用于工业化大批量生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出实施例1制备得到的氧化石墨烯泡沫的sem图。
图2示出实施例1制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的sem图。
图3示出实施例1制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的tem图。
图4示出实施例1制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫、氧化石墨烯、聚吡咯的红外光谱图。
图5示出实施例1制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的紫外光谱图。
图6示出实施例1制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的选区电子衍射图。
图7示出实施例1制备得到的有序聚吡咯的原子力显微镜照片。
图8示出实施例3制备得到的二硫化钼泡沫的sem图。
图9示出实施例3制备得到的有序聚吡咯/二硫化钼泡沫的sem图。
图10示出实施例3制备得到的有序聚吡咯/二硫化钼泡沫的tem图。
图11示出实施例3制备得到的有序聚吡咯的原子力显微镜照片。
图12示出实施例135的ti3c2tx泡沫的sem图。
图13示出实施例135制备得到的有序聚吡咯/ti3c2tx泡沫的sem图。
图14示出实施例135制备得到的有序聚吡咯/ti3c2tx泡沫的tem图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本例以氧化石墨烯泡沫为半封闭模板，以氯化铁为氧化剂，挥发性单体为吡咯，具体步骤如下：
含0.005m氯化铁的氧化石墨烯水分散液(3mg/ml)超声分散2h后注入水笔中。将等离子体处理后的硅或氧化硅基底放于液氮气氛中，从而获得低温工作环境。通过直写的方法在基底上书写，因为工作环境温度低于水的凝固点，所以氧化石墨烯水分散液迅速在基底上凝固，从而得到氧化石墨烯阵列。然后将阵列放于冰箱(-70℃)中冷冻2小时，随后在-60℃下冷冻干燥40小时，得到微腔直径大小在50nm-1mm之间的氧化石墨烯泡沫，其sem图如图1所示。
将制备得到的氧化石墨烯泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在氧化石墨烯泡沫上常压原位聚合1.5h后取出，得到有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫。
所述有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫sem图、tem图分别如图2、3所示。
不同原位聚合时间(1.5h、3h、4.5h、6h、12h、24h、48h、110h)下，得到的聚吡咯/氧化石墨烯泡沫，氧化石墨烯、聚吡咯的红外光谱图分别如图4所示，图中的p值可看作是面内有序与面外无序(平面内和平面外振动的重叠区域)之间的竞争，随着生长时间的增加而迅速下降，进一步证明了长程有序的存在。这些结果表明，ppy在聚合6小时内具有高度有序的共轭结构，而在聚合12h后仍保持部分有序状态(＜110h)逐渐转变为无序结构。
不同原位聚合时间(1.5h、3h、4.5h、6h、12h、24h、48h、110h)下，得到的聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的紫外光谱图分别如图5所示。其结果可以得出与红外光谱相同的结论，即有序的聚吡咯在聚合反应开始6h内即可产生，而随着时间的延长缓慢地转变为无序聚合物。总而言之，所有这些光谱表征说明了氧化石墨烯/有序聚吡咯中的长程有序。
上述制备得到的有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的选区电子衍射图如图6所示，从图中可以看出得到的材料具有明显的多晶特征。
选取微腔直径在1μm-1mm之间的氧化石墨烯泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在氧化石墨烯泡沫上常压原位聚合1.5h后取出，制备得到的聚吡咯/氧化石墨烯泡沫依然具有很好的有序性及分散性。
将有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫在真空环境下，用水合肼在80℃下还原得到有序聚吡咯/石墨烯泡沫。
将得到的有序聚吡咯/石墨烯泡沫中模板去除，得到的有序聚吡咯的原子力显微镜照片如图7所示。图中可以看出得到的二维聚吡咯具有很好的分散性。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例2
本例以二硫化硒泡沫为半封闭模板，以氯化铁为氧化剂，挥发性单体为吡咯，具体步骤如下：
含0.01m氯化铁的二硫化硒水分散液超声分散2h后注入水笔中。将等离子体处理后的硅或氧化硅基底放于液氮气氛中，从而获得低温工作环境。通过直写的方法在基底上书写，因为工作环境温度低于水的凝固点，所以二硫化硒水分散液迅速在基底上凝固，从而得到二硫化硒阵列。然后将阵列放于冰箱(-75℃)中冷冻2小时，随后在-65℃下冷冻干燥40小时，得到微腔直径大小在100nm-1.5mm之间的二硫化硒泡沫。
将制备得到的二硫化硒泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在二硫化硒泡沫上于50kpa压力下原位聚合1.5h后取出，得到有序聚吡咯/二硫化硒泡沫。
用浓硝酸洗掉二硫化硒材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例3
本例以二硫化钼泡沫为半封闭模板，以氯化铁为氧化剂，挥发性单体为吡咯，具体步骤如下：
含0.05m氯化铁的二硫化钼水分散液超声分散2h后注入水笔中。将等离子体处理后的硅或氧化硅基底放于液氮气氛中，从而获得低温工作环境。通过直写的方法在基底上书写，因为工作环境温度低于水的凝固点，所以二硫化钼水分散液迅速在基底上凝固，从而得到二硫化钼阵列。然后将阵列放于冰箱(-80℃)中冷冻2小时，随后在-60℃下冷冻干燥40小时，得到微腔直径大小在200nm-2mm之间的二硫化钼泡沫，其sem图如图8所示。
将制备得到的二硫化钼泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在二硫化钼泡沫上常压原位聚合1.5h后取出，得到有序聚吡咯/二硫化钼泡沫，其sem图、tem图分别如图9、10所示。
用热浓硫酸洗掉二硫化钼材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。其原子力显微镜照片如图11所示。图中可以看出得到的二维聚吡咯具有很好的分散性。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例4
本例以二硫化铼泡沫为半封闭模板，以氯化铁为氧化剂，挥发性单体为吡咯，具体步骤如下：
含0.1m氯化铁的二硫化铼水分散液超声分散2h后注入水笔中。将等离子体处理后的硅或氧化硅基底放于液氮气氛中，从而获得低温工作环境。通过直写的方法在基底上书写，因为工作环境温度低于水的凝固点，所以二硫化铼水分散液迅速在基底上凝固，从而得到二硫化铼阵列。然后将阵列放于冰箱(-85℃)中冷冻2小时，随后在-65℃下冷冻干燥40小时，得到微腔直径大小在50nm-2.5mm之间的二硫化铼泡沫。
将制备得到的二硫化铼泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在二硫化铼泡沫上在50kpa压力下原位聚合1.5h后取出，得到有序聚吡咯二硫化铼/泡沫。
加热条件下，用硝酸洗掉二硫化铼材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例5
本例以二硒化钼泡沫为半封闭模板，以氯化铁为氧化剂，挥发性单体为吡咯，具体步骤如下：
含0.5m氯化铁的二硒化钼水分散液超声分散2h后注入水笔中。将等离子体处理后的硅或氧化硅基底放于液氮气氛中，从而获得低温工作环境。通过直写的方法在基底上书写，因为工作环境温度低于水的凝固点，所以二硒化钼水分散液迅速在基底上凝固，从而得到二硒化钼阵列。然后将阵列放于冰箱(-72℃)中冷冻2小时，随后在-60℃下冷冻干燥40小时，得到微腔直径大小在100nm-3mm之间的二硒化钼泡沫。
将制备得到的二硒化钼泡沫放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在二硒化钼泡沫上在1000pa压力下原位聚合1.5h后取出，得到分散度好的有序聚吡咯/二硒化钼泡沫。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例6-10
重复实施例1，区别在于，相对于实施例1：
实施例6-10中，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸，其余条件不变，制备得到有序聚吡咯/氧化石墨烯泡沫。
用浓硝酸洗掉氧化石墨烯材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例11-41
重复实施例2，区别在于，相对于实施例2：
实施例11-17中，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚吡咯/二硫化硒泡沫。
实施例18中，挥发性单体为噻吩，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化硒泡沫。
实施例19-25中，挥发性单体为噻吩，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化硒泡沫。
实施例26中，挥发性单体为硅烯，其余条件不变，制备得到有序聚硅烯/二硫化硒泡沫。
实施例27-33中，挥发性单体为硅烯，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化硒泡沫。
实施例34中，挥发性单体为苯胺，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化硒泡沫。
实施例35-41中，挥发性单体为苯胺，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化硒泡沫。
用浓硝酸洗掉二硫化硒材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例42-72
重复实施例3，区别在于，相对于实施例3：
实施例42-48中，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚吡咯/二硫化钼泡沫。
实施例49中，挥发性单体为噻吩，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化钼泡沫。
实施例50-56中，挥发性单体为噻吩，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化钼泡沫。
实施例57中，挥发性单体为硅烯，其余条件不变，制备得到有序聚硅烯/二硫化钼泡沫。
实施例58-64中，挥发性单体为硅烯，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化钼泡沫。
实施例65中，挥发性单体为苯胺，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化钼泡沫。
实施例66-72中，挥发性单体为苯胺，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化钼泡沫。
用热浓硫酸洗掉二硫化钼材料模板后就可以得到分散度好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例73-103
重复实施例4，区别在于，相对于实施例4：
实施例73-79中，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚吡咯/二硫化铼泡沫。
实施例80中，挥发性单体为噻吩，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化铼泡沫。
实施例81-87中，挥发性单体为噻吩，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化铼泡沫。
实施例88中，挥发性单体为硅烯，其余条件不变，制备得到有序聚硅烯/二硫化铼泡沫。
实施例89-95中，挥发性单体为硅烯，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硫化铼泡沫。
实施例96中，挥发性单体为苯胺，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化铼泡沫。
实施例97-103中，挥发性单体为苯胺，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硫化铼泡沫。
用热浓硫酸洗掉二硫化铼材料模板后就可以得到分散度较好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例104-134
重复实施例5，区别在于，相对于实施例5：
实施例104-110中，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚吡咯/二硒化钼泡沫。
实施例111中，挥发性单体为噻吩，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硒化钼泡沫。
实施例112-118中，挥发性单体为噻吩，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硒化钼泡沫泡沫。
实施例119中，挥发性单体为硅烯，其余条件不变，制备得到有序聚硅烯/二硒化钼泡沫。
实施例120-126中，挥发性单体为硅烯，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚噻吩/二硒化钼泡沫。
实施例127中，挥发性单体为苯胺，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硒化钼泡沫。
实施例128-134中，挥发性单体为苯胺，氧化剂分别为过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾，其余条件不变，制备得到有序聚苯胺/二硒化钼泡沫。
用热浓硫酸洗掉二硒化钼材料模板后就可以得到分散度较好的有序二维共轭高分子。
上述方法可大批量生产，能一次得到克级以上的样品，且得到的样品同样具有好的有序性和分散性。
实施例135
将表面结合有氯化铁的微腔直径大小在10nm-2mm之间的ti3c2tx泡沫(其sem图如图11所示)放于有吡咯蒸气的密闭容器中，吡咯在ti3c2tx泡沫上原位聚合1.5h后取出，得到有序聚吡咯/ti3c2tx泡沫。其sem图、tem图分别如图12、13所示。
对比例1
重复实施例1，区别在于，不将阵列放于冰箱(-70℃)中冷冻2小时。而是直接在-60℃下冷冻干燥40小时，得到氧化石墨烯泡沫。再将该氧化石墨烯泡沫按实施例1的方法制备得到聚吡咯/氧化石墨烯泡沫的分散性较差。
对比例2
重复实施例1，区别在于，将其中的软模板氧化石墨烯泡沫换成硬模板aao，并按实施例1的方法制备得到氧化铝/聚吡咯，刻蚀掉aao模板之后能得到微米长度的(和aao模板厚度相当)、壁厚在10纳米左右的有序聚吡咯纳米管。受限于aao模板厚度一般只能加工到微米尺度的厚度和纳米尺度的孔洞，仅能得到少量特定尺寸和形状的较为有序的共轭高分子材料，无法大规模生产。
对比例3
重复实施例1，区别在于，将其中的软模板氧化石墨烯泡沫换成硬模板泡沫铜，并按实施例1的方法制备得到聚吡咯/泡沫铜/聚吡咯。刻蚀掉泡沫铜之后得到的共轭高分子材料有部分团聚且有序性很差，分散性较差。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
1.一种有序共轭高分子材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
将挥发性单体在表面结合有氧化剂的微腔结构内进行原位蒸汽聚合反应，得到位于微腔结构内的所述有序共轭高分子材料。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述表面结合有氧化剂的微腔结构具有封闭或半封闭的结构。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述表面结合有氧化剂的微腔结构选自表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫、具有孔隙的金属有机框架材料、密封或半密封的聚合物微腔、具有分子链间孔隙的聚合物、具有分子链间空隙的溶胀后的聚合物、由聚合物颗粒堆叠形成的微腔。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫的制备包括如下步骤：
将包含氧化剂的二维材料的水分散液施加在置于液氮气氛的基底上，得到位于基底上的二维材料的阵列；
将所述阵列冷冻至冰点以下，再冷冻干燥，得所述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫；
优选地，所述将所述阵列冷冻至冰点以下，再冷冻干燥的方法包括如下步骤：
将所述阵列在-70～-90℃温度冷冻2小时，再在-60～-65℃温度冷冻干燥40小时，得所述表面结合有氧化剂的带有微孔的二维材料泡沫。
5.根据权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，所述二维材料为单质类二维材料、金属硫族化合物二维材料、二维黏土类二维材料中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述单质类二维材料选自石墨烯、氧化石墨烯、硅烯、石墨炔、锑烯中的一种或几种；
优选地，所述金属硫族化合物二维材料为过渡金属硫簇化合物二维材料；更优选地，所述过渡金属硫簇化合物二维材料选自二硫化钼、二硫化锡、二硫化铼、二硒化钼中的一种或几种；
优选地，所述二维黏土类二维材料为ti3c2tx。
7.根据权利要求1或4所述的合成方法，其特征在于，所述氧化剂选自氯化铁、过硫酸铵、氯化铝、三氯化钼、三氯化钌、过氧乙酸、过氧化氢、高锰酸钾中的一种或几种；
优选地，所述水分散液中，氧化剂的浓度为0.0005-1m。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述挥发性单体选自吡咯、噻吩、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩、3-甲氧基噻吩、3-己基噻吩中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述聚合反应的时间为1小时-100天，优选为1-110小时，更优选为1-12小时，最优选为6-12小时。
10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述方法还包括将所述有序共轭高分子材料从微腔结构中分离的步骤。
技术总结