[发明专利]基于纳米电极的静电电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米电极的静电电容器，包括阳极氧化铝模板，其特征在于：

所述阳极氧化铝模板中置有两组相互平行对插且互不连通的、开口分别朝向不同表面的孔阵列，所述两组孔阵列的孔中沉积有碳纳米管，所述碳纳米管与阳极氧化铝模板表面覆有的导电膜电连接；

所述两组孔阵列中的第一孔阵列的孔直径为30～50nm、孔深为30～50μm，第二孔阵列的孔直径为20～30nm、孔深为15～35μm；

所述碳纳米管的管壁厚为5～9nm，其管外径和管长同于所在孔阵列的孔直径和孔深。

2.根据权利要求1所述的基于纳米电极的静电电容器，其特征是第二孔阵列为其孔环绕第一孔阵列的孔形成的圆弧形障碍层的周边呈六角规则排列的孔阵列。

3.根据权利要求2所述的基于纳米电极的静电电容器，其特征是第一孔阵列为六方有序排列的孔阵列。

4.根据权利要求1所述的基于纳米电极的静电电容器，其特征是导电膜的厚度为100～200nm，其为金膜，或银膜，或铜膜，或镍膜，或锡膜。

5.一种权利要求1所述基于纳米电极的静电电容器的制备方法，包括二次阳极氧化法，其特征在于主要步骤如下：

步骤1，先将铝片置于浓度为0.2～0.4mol/L、温度为0～3℃的硫酸溶液或温度为5～15℃的草酸溶液中，于25～40V的直流电压下阳极氧化1～2h，得到一次氧化铝模板，再将一次氧化铝模板置于浓度为0.7～0.9mol/L的硫酸溶液和浓度为0.05～0.15mol/L的硫酸铝溶液的混合溶液中，于1.5～2.5min由5mA/cm²上升至160mA/cm²的直流恒电流下阳极氧化2～4min后，将其置于四氯化锡饱和溶液中去除背面未氧化的铝，得到其一面置有第一孔阵列、背部于第一孔阵列的孔形成的圆弧形障碍层的周边置有与第一孔阵列的孔相平行的隙缝的二次氧化铝模板；

步骤2，先将二次氧化铝模板的背部置于浓度为18～20wt%的盐酸溶液和浓度为0.15～0.25mol/L的氯化铜溶液的混合溶液中腐蚀30～40min，得到其一面置有第一孔阵列、背面置有第二孔阵列的阳极氧化铝模板，再使用化学气相沉积技术，于其一面置有第一孔阵列、背面置有第二孔阵列的阳极氧化铝模板的第一孔阵列和第二孔阵列的孔中沉积碳纳米管后，分别于阳极氧化铝模板的两面蒸镀导电膜，制得基于纳米电极的静电电容器。

6.根据权利要求5所述的基于纳米电极的静电电容器的制备方法，其特征是在对铝片进行阳极氧化之前，先将其经丙酮、乙醇和去离子水超声清洗后用氮气吹干。

7.根据权利要求5所述的基于纳米电极的静电电容器的制备方法，其特征是腐蚀二次氧化铝模板背部时，盐酸溶液和氯化铜溶液的混合溶液的温度为20～30℃。

8.根据权利要求5所述的基于纳米电极的静电电容器的制备方法，其特征是使用化学气相沉积技术于第一孔阵列和第二孔阵列的孔中沉积碳纳米管时的温度为550～600℃，载气体为氩气，原料为乙炔气体，氩气与乙炔气体的流量分别为100ml/min和4ml/min。

9.根据权利要求5所述的基于纳米电极的静电电容器的制备方法，其特征是蒸镀为热蒸发镀，或磁控溅射镀，或电子束蒸发镀。

10.根据权利要求5所述的基于纳米电极的静电电容器的制备方法，其特征是导电膜为金膜，或银膜，或铜膜，或镍膜，或锡膜。