CN102924856A - 一种以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，该方法通过制备的水溶性单分散聚丙烯酰胺纳米微球制备胶体晶模板，在制备三维有序大孔材料时可用水为溶剂去除模板，从而开辟出一种制备三维有序大孔聚合物的新方法。本发明相对于传统的用氢氟酸刻蚀，和煅烧可以更好的保持聚合物光泽性以及化学结构，节能环保。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及高分子材料、无机多孔材料领域，具体涉及以水溶性纳米微球为胶体晶模板制备三维有序大孔材料。
背景技术
三维有序大孔材料（Three-dimensionally ordered macroporous materials,3DOM）又称为反蛋白石结构材料（inverse opals），是指具有均一孔径尺寸的高度单分散的球孔在三维空间内高度均匀地分散在基质（聚合物、无机氧化物、半导体材料、金属等）中，且每个球孔之间又有小孔连通的一种新型材料。与其它多孔材料相比，三维有序大孔材料具有独特的排列整齐有序的大孔结构，不但具有孔径尺寸单一、孔结构在三维空间内有序排列的特点，而且其孔径尺寸大，一般在50nm以上（最大可达几个微米），可用于大分子的催化、过滤和分离，弥补了以往小孔结构分子筛及介孔材料难以让大分子进入空腔的缺点（Stein A.Spheretemplating methods for periodic porous solids.Microporous and Mesoporous Materials,2001,44,227～229.）。同时，该种材料孔径尺寸大且分布均匀，孔道排列整齐有序，与其它多孔材料相比，其独特的孔道结构有利于物质从各个方向进入孔内，降低物质扩散阻力，为物质的扩散提供最佳流速及更高的效率（Holland B T,Blanford C F,Stein A.Synthesis of macroporousminerals with highly orderedthree-dimensional arrays of spheroidal voids.Science,1998,281,538～539.）。使其在载体、催化剂、分离材料和电极材料等众多领域有着广阔的应用前景。目前，三维有序大孔材料在光学领域、吸附领域、催化领域、生物玻璃制作、传感器、电学等方面都有很大的发展，现在已报道制成的3DOM材料包括各种聚合物、陶瓷材料、无机半导体材料、金属氧化物、硫化物、单质金属和非金属、合金、杂化的有机硅酸盐以及不同成分的复合物等（李艳华,曾冬铭,黄可龙.有序大孔材料的制备及其应用.化学进展.2008,20(2-3):245～252.）。
三维有序大孔材料的合成方法主要有模板法和电子照射聚合物胶体法（Sung O C,Hye YJ,Seong K A.A Novel route to three-dimensionally ordered macroporous polymers by electronirradiation of polymer colloids.Adv Mater,2005,17(1):120～125）。模板法是制备三维有序大孔材料最常用的方法。这种制备方法方便而且通用性很高，能够将模板结构忠实的还原，因而受到广泛的应用。通过调节模板微球的尺寸，有序孔的尺寸和序列分布可以得到精确的控制（Y.Xia,B.Gates,Y.Yin,Y.Lu,Adv.Mater.,2000,12,693-713.）。
胶体晶模板法通常包含三步：（1）胶体晶模板的制备；（2）向胶体晶模板的孔隙中填充各种能固化的液体前驱物（纳米晶粒溶液、有机单体、聚合物溶液等）；（3）固化后去除模板，即可得到三维有序的孔材料。Colvin等（P.Jiang,K.S.Hwang,D.M.Mittleman,J.F.Bertone,V.L.Colvin,J.Am.Chem.Soc.,1999,121,11630-11637.）以单分散二氧化硅胶体晶为模板，填充苯乙烯单体然后在UV照射下引发聚合，随后利用氢氟酸除去二氧化硅模板制备3DOM聚苯乙烯，通过控制预聚时间以及二氧化硅烧结程度，控制大孔之间连通窗口尺寸，并测定了材料的光子带隙效应。Yang等（H.Bu,J.Rong and Z.Yang,Macromol.Rapid Comm.,2002,23,460-464.）以单分散二氧化硅胶体晶为模板，丙烯腈（AN）单体为前驱物，通过自由基引发聚合制备PAN/SiO2复合物，然后利用氢氟酸去除模板，制备了3DOM PAN，随后通过进一步碳化制备了3DOM碳材料。Zhang等（X.Zhang,W.Yan,H.Li,X.Shen,Polymer,2005,46,11958-11961.）以单分散二氧化硅胶体晶为模板，采用配位聚合方式，利用氢氟酸为模板去除剂制备了三维有序大孔间规聚p-甲基苯乙烯。在这些制备3DOM聚合物材料的过程中，迄今为止一直使用单分散二氧化硅胶体晶为模板，而去模板剂使用腐蚀性极强的氢氟酸，众所周知由此产生的废液会污染环境。并且，氢卤酸极易与双键反应，因此在填充聚合中易与未完全反应的单体发生反应而使影响材料的透光性。另外，在氢氟酸强酸性下对制备聚丙烯酸酯类3DOM聚合物也会造成化学结构的破坏作用。
聚丙烯酰胺（PAM）具有良好的水溶性（尤其纳米或亚微米级聚丙烯酰胺微球极易溶于水），是一种环境友好的聚合物材料（严瑞瑄,水溶性高分子,化学工业出版社(第二版),2010,43），这样可以以水溶性胶体晶聚丙烯酰胺为模板即可实现以水为溶剂去除模板。另外，聚丙烯酰胺除水以外几乎没有有机试剂能溶解，也就保证了得到的胶体晶模板不能被填充物所溶解。本方法创造性提出通过制备的水溶性单分散聚丙烯酰胺纳米微球制备胶体晶模板，在制备三维有序大孔材料时可用水为溶剂去除模板，从而开辟出一种制备三维有序大孔聚合物的新方法，国内外未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对当前技术中用氢氟酸去除模板的不足，提供一种以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，该方法采用水为溶剂去除模板，具有环保、能保持3DOM聚合物物理化学结构的优点。
本发明的技术方案为：
一种以水溶性胶体晶为模板孔材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备，根据不同粒径采取以下方法之一：
方法一：粒径在80-300nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺水溶液（AM）、山梨糖醇酐油酸酯（Span80）和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)，再加入环己烷，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至30-60℃并且体系稳定时，再加入引发剂过硫酸铵，保持反应温度，4-7h后停止反应，将所得乳浊液移出，离心或者自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板；
物料组成及配比如下：
其中，体积比环己烷：丙烯酰胺水溶液＝0.5-1：4，丙烯酰胺水溶液浓度15-45%；质量比Span80：Tween80＝1：1；
或者，方法二：粒径在300-500nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺(AM)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，再加入分散介质1，加热到60-75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至60-75℃并且体系稳定时，再加入引发剂偶氮二异丁腈（AIBN），搅拌反应7h后停止，将所得乳浊液移出，离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
物料组成及配比如下：
其中，分散介质1为蒸馏水和叔丁醇（TBA）混合溶液，其体积比为H2O：TBA=4：5
或者，方法三：粒径在500-800nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺(AM)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，再加入分散介质2，水浴或油浴加热到60-75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待体系稳定时，再加入引发剂偶氮二异丁腈（AIBN），搅拌下保持温度稳定，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
物料组成及配比如下：
其中，分散介质2为蒸馏水和无水乙醇混合溶液，其体积比为H2O：EtOH=3：7；
（2）三维有序大孔材料的制备，为以下两种方法中任意：
方法一：三维有序大孔聚合物的制备
将单体1和引发剂配制成溶液，常温搅拌2h，待引发剂完全溶解后，得到填充物，待用；物料比为质量比单体：引发剂=100：0.1-5
将制得的聚丙烯酰胺胶体晶模板放入反应器中密封好并抽真空1-2h，将上步制得的填充物注入到反应器中并将模板浸没，浸泡0.5-1h后，放入40-60℃烘箱中预聚2-4h后，再放入50-80℃聚合12-20h；
反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌6-12h，超声处理3-6h，即得所需孔材料；
其中，单体1是结构式为
的可液相填充的烯类单体的一种或多种，其中X、Y均为：烷烃基，苯基，酯基，羧基，腈基或酰胺基；具体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈和二乙烯基苯中的一种或多种。
引发剂为：偶氮类、有机过氧类或无机过氧类引发剂；具体为偶氮二异丁腈AIBN、过氧化二本甲酰BPO或过硫酸铵；
或则，方法二：三维有序大孔无机物的制备
取单体2、盐酸(HCl)、水（H2O）、无水乙醇(EtOH)加入反应器中，搅拌后得到填充物，待用；物料比为体积比单体∶EtOH∶盐酸∶H2O=8.4∶0-10∶0.4-2∶0.7-4.8
其中，单体2是正硅酸乙酯（TEOS）或钛酸四丁酯（TBT）；
将上面的道的聚丙烯酰胺胶体晶模板放入反应器中密封好并抽真空1-2h，将上步制得的填充物注入到反应器中并将模板浸没，浸泡0.5-1h后，放入25-60℃烘箱中聚合12-48h；反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌6-12h，超声处理3-6h，即得所需孔材料。
本发明的有益效果是：
（1）采用本方法制备的聚丙烯酰胺纳米微球呈现单分散性，尺寸均一，球形度好，粒径可控，制备出来的孔材料每个孔的内部均呈现出三个孔道，每个大孔周围12个小孔相互连通，孔材料的孔道是相互连通的。这些孔道成为物质传输的通道，为进一步的功能化提供了可能。
（2）采用本方法制备的三维有序大孔材料过程中可用水为溶剂去除模板，相对于传统的用氢氟酸刻蚀，和煅烧可以更好的保持聚合物光泽性以及化学结构，节能环保。从而开辟出一种制备三维有序大孔材料的新方法。
附图说明
图1为实施例1中聚丙烯酰胺胶体晶模板电镜照片；
图2为实施例1中三维有序大孔交联聚丙烯腈的电镜照片；
图3为实施例2中聚丙烯酰胺胶体晶模板电镜照片；
图4为实施例2中三维有序大孔交联聚苯乙烯的电镜照片；
图5为实施例3中三维有序大聚甲基丙烯酸甲酯的电镜照片；
图6为实施例4中三维有序大孔二氧化硅的电镜照片；
图7为实施例5中三维有序大孔交联聚丙烯腈的电镜照片。
具体实施方式
实施例一
孔径大约为300nm的三维有序大孔交联聚丙烯腈的制备
（1）300nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入2.6923g（所占物料总质量百分数5.98%）AM和2.6923g（所占物料总质量百分数5.98%）PVP，再加入20mL（20g所占物料总质量百分数44.45%）蒸馏水和25mL（19.5g所占物料总质量百分数43.34%）叔丁醇，向溶液中鼓泡通氩气，水浴或油浴加热到75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至75℃并且体系稳定时，将引发剂0.1122g（所占物料总质量百分数0.25%）AIBN加到三口瓶中，搅拌转速在80r/min，温度控制在75℃左右，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
（2）三维有序大孔聚丙烯腈的制备
填充物的制备，取减压蒸馏好9.8g丙烯腈和0.2g二乙烯基苯，0.1101g AIBN配制成溶液，常温搅拌2h，待AIBN完全溶解后待用。将步骤一制得聚丙烯酰胺胶体晶模板放入小瓶中密封好并抽真空2h，将制得的填充物注入到小瓶中并将模板浸没，浸泡0.5h后，常压，放入40℃烘箱中预聚4h后，再放入50℃聚合20h。反应完后，将制好的材料取出，用砂纸打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌12h，超声处理3h，即得所需孔材料。
图1为实施例一中300nm的聚丙烯酰胺的胶体晶模板的电镜照片。由图可知，聚合反应所得的聚丙烯酰胺纳米微球单分散性好，尺寸均一，且为所需的目标粒径。图2为实施例一中由聚丙烯酰胺纳米微球为模板所制备的聚丙烯腈的孔材料我们可以看出孔材料完全复制了胶体晶模板的有序结构,孔径均一有序,孔分布均匀,孔与孔之间由12个窗口相互连通,我们可以明显的观察到孔材料的孔窗。
实施例二
孔径大约为500nm的三维有序交联聚苯乙烯的制备
（1）500nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入5.0804g（所占物料总质量百分数10%）AM和3.0482g（所占物料总质量百分数6%）PVP，再加入15mL（15g所占物料总质量百分数29.53%）蒸馏水和35mL（27.65g所占物料总质量百分数54.42%）乙醇，向溶液中鼓泡通氩气，水浴或油浴加热到75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至75℃并且体系稳定时，将引发剂0.0254g（所占物料总质量百分数0.05%）AIBN加到三口瓶中，搅拌转速在70r/min，温度控制在75℃左右，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
（2）三维有序大孔聚苯乙烯的制备
填充物的制备，取减压蒸馏好7.2g苯乙烯和1.8g二乙烯基苯，0.0455gAIBN配制成溶液，常温搅拌2h，待AIBN完全溶解后待用。将步骤一制得聚丙烯酰胺模板放入小瓶中密封好并抽真空2h，将制得的填充物注入到小瓶中并将模板浸没，浸泡1h后，常压，放入60℃烘箱中预聚4h后，再放入80℃聚合20h。反应完后，将制好的材料取出，用砂纸打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌12h，超声处理3h，即得所需孔材料。
图3为实施例二中500nm的聚丙烯酰胺的胶体晶模板的电镜照片，我们可以看到用此方法聚合反应所得的聚丙烯酰胺纳米微球单分散性好，尺寸均一，球形度很好，且为所需的目标粒径。图4为实施例二中由聚丙烯酰胺纳米微球为模板所制备的聚苯乙烯的孔材料我们可以看出孔材料完全复制了胶体晶模板的有序结构,孔径均一有序,孔分布均匀,孔与孔之间由12个窗口相互连通。孔材料的孔径比微球的球径有所减少，这可能是因为模板被去除后，其所施加的限制作用就会被削弱，分子间的应力也随之被释放出来。于是，孔材料的孔径发生了收缩。
实施例三
孔径大约为200nm的三维有序大孔聚甲基丙烯酸甲酯的制备
（1）200nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入24g(20mL水，4g AM所占物料总质量百分数24.4892)丙烯酰胺水溶液和5.8g(所占物料总质量百分数5.9182%)Span80、5.8g(所占物料总质量百分数5.9182%)Tween80，再加入80mL(62.4g所占物料总质量百分数63.6718%)环己烷，向溶液中鼓泡通氩气，加热到30℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待体系稳定时，将引发剂过硫酸铵0.0025g(所占物料总质量百分数0.0026%)加入到三口瓶中，开始计时，5h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
三维有序大孔聚甲基丙烯酸甲酯的制备
（2）三维有序大孔聚甲基丙烯酸甲酯的制备
填充物的制备，取减压蒸馏好的5.66g甲基丙烯酸甲酯和0.0085g AIBN配制成溶液，常温搅拌2h，待AIBN完全溶解后待用。将步骤一制得聚丙烯酰胺模板放入小瓶中密封好并抽真空2h，将制得的填充物注入到小瓶中并将模板浸没，浸泡0.5h后，常压，放入60℃烘箱中预聚4h后，再放入80℃聚合20h。反应完后，将制好的材料取出，用砂纸打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌12h，超声处理3h，即得所需孔材料。
图5为实施例三中由200nm聚丙烯酰胺胶体晶为模板所制备的聚甲基丙烯酸甲酯的孔材料我们可以看出聚甲基丙烯酸甲酯孔材料，孔径较大，且排布有序，具有高度均一性，长程有序性。每个孔的内部均呈现出三个大的孔道，每个大孔周围12个小孔相互连通，说明孔材料的孔道是相互连通的。这些孔道成为物质传输的通道，为进一步的功能化提供了可能。
实施例四
孔径大约为700nm的三维有序大孔二氧化硅的制备
（1）700nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入10.1116g（所占物料总质量百分数17.47%）AM和5.0812g（所占物料总质量百分数8.78%）PVP，再加入15mL（15g所占物料总质量百分数25.92%）蒸馏水和35mL（27.65g所占物料总质量百分数47.77%）乙醇，向溶液中鼓泡通氩气，水浴或油浴加热到75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至75℃并且体系稳定时，将引发剂0.0355g（所占物料总质量百分数0.06%）AIBN加到三口瓶中，搅拌转速在70r/min，温度控制在75℃左右，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
（2）三维有序大孔二氧化硅的制备
填充物的制备，取8.4mL正硅酸乙酯（TEOS）、0.4mL盐酸(HCl)、水0.7mL（H2O）、2mL无水乙醇加入有磁子的三口瓶中，搅拌待用。将制得聚丙烯酰胺模板放入小瓶中密封好并抽真空1h，将上步制得的填充物注入到小瓶中并将模板浸没，浸泡0.5h后，放入60℃烘箱中聚合24h。反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌12h，超声处理3h，即得所需孔材料。
图6为实施例四中由700nm聚丙烯酰胺胶体晶为模板所制备的二氧化硅的孔材料我们可以看出二氧化硅孔材料排布有序，高度均一性，长程有序。由于硅溶胶中含有微量的水可能对模板有轻微的破坏作用，所以我们可以观察到孔道但不是很明显。孔材料依然呈现有序有孔道相连不影响其进一步功能化。
实施例五
孔径大约为800nm的三维有序大孔聚丙烯腈的制备
（1）800nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入12.1624g（所占物料总质量百分数20.29%）AM和5.08g（所占物料总质量百分数8.48%）PVP，再加入15mL(15g所占物料总质量百分数25.03%)蒸馏水和35mL(27.65g所占物料总质量百分数46.13%)乙醇，向溶液中鼓泡通氩气，水浴或油浴加热到75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至75℃并且体系稳定时，将引发剂0.0405g（所占物料总质量百分数0.07%）AIBN加到三口瓶中，搅拌转速在70r/min，温度控制在75℃左右，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
（2）三维有序大孔聚丙烯腈的制备
方法同实施例一步骤（2）
图7为实施例五中由800nm聚丙烯酰胺胶体晶为模板所制备的聚丙烯腈的孔材料我们可以看到聚丙烯腈孔材料的有序结构,孔径孔分布均匀,均一有序,且排布规整。每个孔的内部均呈现出三个大的孔道，每个大孔周围12个小孔相互连通，说明孔材料的孔道是相互连通的。这些孔道成为物质传输的通道，为进一步的功能化提供了可能。
实施例六
孔径大约为400nm的三维有序大孔二氧化钛的制备
（1）400nm水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在三口瓶中加入4.4871g（所占物料总质量百分数9.6%）AM和2.6923g（所占物料总质量百分数5.8%）PVP，再加入20mL（20g所占物料总质量百分数42.7%）蒸馏水和25mL（19.5g所占物料总质量百分数41.6%）叔丁醇，向溶液中鼓泡通氩气，水浴或油浴加热到75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至75℃并且体系稳定时，将引发剂0.1346g（所占物料总质量百分数0.3%）BPO加入到三口瓶中，搅拌转速在80r/min，温度控制在75℃左右，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，3000r/min离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
（2）三维有序大孔二氧化钛的制备
填充物的制备，取8.4mL钛酸四丁酯（TBT）、0.5mL盐酸(HCl)、水1.6mL（H2O）、8.4mL无水乙醇加入有磁子的三口瓶中，搅拌待用。将制得聚丙烯酰胺模板放入小瓶中密封好并抽真空1h，将上步制得的填充物注入到小瓶中并将模板浸没，浸泡1h后，放入30℃烘箱中聚合48h。反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的已固化的填充物，放入水中，搅拌12h，超声处理3h，即得所需孔材料。
Claims (5)
1.一种以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，其特征为包括以下步骤：（1）水溶性聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备，根据不同粒径采取以下方法之一：
方法一：粒径在80-300nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺水溶液（AM）、山梨糖醇酐油酸酯（Span80）和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)，再加入环己烷，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至30-60℃并且体系稳定时，再加入引发剂，保持反应温度，4-7h后停止反应，将所得乳浊液移出，离心或者自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板；
物料组成及配比如下：
其中，体积比环己烷：丙烯酰胺水溶液＝0.5-1：4，丙烯酰胺水溶液浓度15-45%；质量比Span80：Tween80＝1：1；
或者，方法二：粒径在300-500nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺(AM)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，再加入分散介质1，加热到60-75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待溶液加热至60-75℃并且体系稳定时，再加入引发剂，搅拌反应7h后停止，将所得乳浊液移出，离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板。
物料组成及配比如下：
其中，分散介质1为蒸馏水和TBA混合溶液，其体积比为H2O：TBA=4：5
或者，方法三：粒径在500-800nm的聚丙烯酰胺胶体晶模板的制备
在反应器中加入丙烯酰胺(AM)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，再加入分散介质2，水浴或油浴加热到60-75℃，在氩气保护下进行反应，并搅拌，待体系稳定时，再加入引发剂，搅拌下保持温度稳定，7h后停止反应，将所得乳浊液移出，离心或者透析后自然沉降得到单分散聚丙烯酰胺胶体晶模板；
物料组成及配比如下：
其中，分散介质2为蒸馏水和无水乙醇混合溶液，其体积比为H2O：EtOH=3：7；
（2）三维有序大孔材料的制备，为以下两种方法中任一：
方法一：三维有序大孔聚合物的制备
将单体1和引发剂配制成溶液，常温搅拌2h，待引发剂完全溶解后，得到填充物，待用；物料比为质量比单体：引发剂=100：0.1-5
将制得的聚丙烯酰胺胶体晶模板放入反应器中密封好并抽真空1-2h，将上步制得的填充物注入到反应器中并将模板浸没，浸泡0.5-1h后，放入40-60℃烘箱中预聚2-4h后，再放入50-80℃聚合12-20h；
反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌6-12h，超声处理3-6h，即得所需孔材料；
其中，单体1是结构式为
的可液相填充的烯类单体的一种或多种，其中X、Y均为：烷烃基，苯基，酯基，羧基，腈基或酰胺基；
引发剂引发剂为：偶氮类、有机过氧类或无机过氧类引发剂；
或则，方法二：三维有序大孔无机物的制备
取单体2、盐酸(HCl)、水（H2O）、无水乙醇(EtOH)加入反应器中，搅拌后得到填充物，待用；物料比为体积比单体2∶EtOH∶盐酸∶H2O=8.4∶0-10∶0.4-2∶0.7-4.8
将上面的道的聚丙烯酰胺胶体晶模板放入反应器中密封好并抽真空1-2h，将上步制得的填充物注入到反应器中并将模板浸没，浸泡0.5-1h后，放入25-60℃烘箱中聚合12-48h；反应完后，将制好的材料取出，打磨去除掉多余的填充物，放入水中，搅拌6-12h，超声处理3-6h，即得所需孔材料。
2.如权利要求1所述的以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，其特征为所述的单体1为取代苯乙烯、丙烯酸酯类和带有功能基团的（甲基）丙烯酸酯类中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，其特征为步骤（2）三维有序大孔材料的制备中，方法一中的引发剂为偶氮二异丁腈AIBN、过氧化二本甲酰BPO或过硫酸铵。
4.如权利要求2所述的以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，其特征为所述的步骤（2）三维有序大孔材料的制备中，方法一中的单体1为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈和二乙烯基苯中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的以水溶性胶体晶为模板制备三维有序大孔材料的方法，其特征为所述的步骤（2）三维有序大孔材料的制备中，方法二中的单体2是正硅酸乙酯（TEOS）或钛酸四丁酯（TBT）。
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