[发明专利]分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极，其特征在于，它包括由绝缘基板、第一结合层、导电金属层、第二结合层、改性材料层和绝缘层构成的复合薄膜，所述复合薄膜为分级纳米多孔结构，其中与绝缘基板直接接触的是第一结合层，其厚度为2-100nm；覆盖在第一结合层上表面的是导电金属层，该层厚度为50-200nm，在该层上均布有孔径为2-20nm的小孔，其分布密度为10¹⁰/cm²-10¹²/cm²；在导电金属层上面为第二结合层，其厚度为2-50nm；改性材料层位于第二结合层的上面，其厚度为200-2000nm；在改性材料层上均布有孔径为20-400nm的小孔，分布密度为10⁹/cm²-10¹²/cm²，在第二结合层上也均布有小孔，其孔所在位置、孔径及分布密度与改性材料层上的孔相同；在复合薄膜的四周边沿设置有绝缘层，其厚度为300-3000nm；所述第一结合层的材料是钽、铌或钛；所述第二结合层是钽、铌或钛的氧化物层；所述导电金属层为纳米多孔金层；所述改性材料层为纳米阳极氧化铝层；所述绝缘层为二氧化硅层或SU-8层或聚酰亚胺层。

2.制备如权利要求1所述的分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极的方法，包括首先采用物理气相沉积工艺在绝缘基板上制备多层复合薄膜，其特征在于，该多层复合薄膜依次由钽、铌或钛构成的第一结合层、导电金属金层、由钽或铌或钛构成的准第二结合层和铝层构成，然后，采用化学气相沉积或物理气相沉积或旋涂工艺，在复合薄膜的四周边沿设置绝缘层；再对上述多层复合薄膜进行阳极氧化并扩孔，最后清洗烘干得到分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极成品。

3.如权利2所述的分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极制备方法，其特征在于，所述多层复合薄膜的第一结合层的厚度为2-100nm；金层厚度为50-200nm，准第二结合层的厚度为2-50nm，铝层厚度为200-2000nm；所述铝层边沿的绝缘层的厚度为300-3000nm，其材料为二氧化硅层或SU-8层或聚酰亚胺层。

4.如权利2所述的分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极制备方法，其特征在于，所述对上述多层复合薄膜进行阳极氧化的制备过程是：以浓度为0.2-1.2 mol/L的磷酸、草酸或硫酸为电解质，在电压为20-200 V，温度为0-10℃的条件下，对多层复合薄膜进行阳极氧化，使铝层成为多孔阳极氧化铝层，导电金属金层成为纳米多孔结构，钽、铌或钛构成的准第二结合层成为多孔的钽的氧化物、铌的氧化物或钛的氧化物，成为第二结合层。

5.如权利2所述的分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极制备方法，其特征在于，所述扩孔的方法是将经阳极氧化后的复合薄膜浸入0.2～10wt%磷酸溶液中0-600分钟，使导电金属金层均布有孔径为2-20nm的小孔，其分布密度为10¹⁰/cm²-10¹²/cm²，改性材料多孔阳极氧化铝层和第二结合层上均布有孔径为20-400nm的小孔，其分布密度为10⁹/cm²-10¹²/cm²，最后清洗烘干得到分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极成品。