分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合薄膜电极及其制备方法。该电极是由绝缘基板、第一结合层、导电金层、第二结合层和改性材料铝层构成的分级纳米多孔结构的复合薄膜，导电金层上均布孔径为2-20nm的小孔，分布密度1010/cm2-1012/cm2；第二结合层和改性材料层上均布孔径为20-400nm的小孔，分布密度109/cm2-1012/cm2；其制备方法是先在绝缘基板上制备多层复合薄膜，然后对多层复合薄膜进行阳极氧化并扩孔，使铝层成为多孔氧化铝层，金层成为纳米多孔结构，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，再清洗烘干得到分级多孔纳米氧化铝/金复合薄膜电极成品。本电极具有高电催化活性，具备纳米多孔金和多孔阳极氧化铝的双重优点，制备方法简单可靠，克服了因AAO脆性大而不便操作的缺点，适于大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合薄膜电极及其制备方法，具体涉及一种具有分级多孔纳米结构的氧化铝/金复合薄膜电极及其制备方法。
技术介绍
纳米结构材料具有大的比表面积，表面存在大量的悬键和表面缺陷等活性中心等特点。基于纳米结构角度对传统电极进行设计和改性，提高电化学传感器的灵敏性、可靠性和稳定性越来越受到人们的重视。金电极作为传统电极材料广泛地用于电化学分析。与传统金电极相比，纳米结构的金电极具有大的比表面积，表面存在大量的悬键和表面缺陷等活性中心，极大地提高了电极电催化活性，增加了电极的活性区域面积，改善电极性能。文献(I)Chemistry of Materials 2007，19 (15)，3648-3653、文献(2) Analytical Chemistry 2006，79 (2)， 533-539和文献(3)Electrochimica Acta 2010，55 (5)，1801-1800分别报道了以电化学腐蚀制备纳米结构多孔金电极。电化学测试表明，电子转移效率得到了提高，电极灵敏度等性能得到了改善。无机通孔多孔材料不仅具有优异的机械、热和化学稳定性以及良好的生物兼容性，而且具有大的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，...

【技术特征摘要】
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-lOOnm;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1(^/(^-1012/^!!!2 ；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：林新华，陈丽娟，李加伟，唐敏，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：34