多孔阳极氧化铝（PAA）模板是金属铝在特定酸性电解液中经阳极氧化过程制得的。PAA模板因为具有孔大小及间距可调、厚度可控、孔分布高度有序、制备工艺成熟等诸多优点，成为目前制备各种纳米结构材料的首选模板之一，得到了广泛的研究和关注。本文对PAA模板的软、硬阳极氧化过程进行了系统研究，着重研究了各种工艺条件对所制备PAA模板结构参数的影响，并且对基于PAA模板来制备各种纳米多孔结构阵列的复形技术进行了研究，主要研究内容及结论包括以下几个方面：　　 1、在PAA模板的形貌及处理工艺方面　　 （1）应用二次软阳极氧化法制备的PAA模板，其孔洞呈高有序蜂窝状排列，孔洞的形状、大小均一，孔管道垂直基底生长且相互之间呈平行排列；应用硬阳极氧化法制备的PAA模板，当阳极氧化电压较高且反应中伴随有较强电流密度时，会出现“结构单元分离”现象，具体表现为断裂面沿六边形结构单元交界处断裂。　　 （2）去除PAA模板的铝基和阻挡层时，要对模板的表面进行适当保护，否则会出现孔洞被污染以及过腐蚀现象；PAA模板的孔壁分为致密层和疏松层，因为二者耐酸性不同，因此其扩孔速度也不同。　　 2、在阳极氧化条件对PAA模板结构参数的影响方面　　 （1）电化学抛光过程对PAA模板的有序度影响不大，但可以在一定程度上避免燃烧或击穿现象的出现，并可以提高PAA表面的平整度和光泽度。　　 （2） PAA模板的孔间距随阳极氧化电压的增加而增大，二者之间满足一定的函数关系；随着阳极氧化电压的升高，PAA模板的孔径和阻挡层厚度也相应增大；通过对阳极氧化电压进行周期性调控可以制备出具有枝状孔管道结构的PAA模板。　　 （3）随着阳极氧化时间的延长，PAA模板的厚度逐渐增大，模板的有序化程度也相应增大；同软阳极氧化过程相比，高压硬阳极氧化过程通常伴随有较高的电流密度，其自组织有序化速度更快，因而可以在更短的阳极氧化时间内达到更高的有序度。　　 （4） PAA模板的孔间距大小不仅仅与电压有关，还受电流密度的影响，在其它条件不变时，孔间距随电流密度的增大而减小。　　 （5）不同种类电解液对应有不同窗口条件，其浓度大小对所制备PAA模板的孔径具有直接影响；通过对电解液进行适当改性可以有效提高最大可施加阳极氧化电压值，从而制备出具有更大孔间距的PAA模板。　　 （6）阴极面积和两电极间的距离对PAA模板的有序度以及孔间距无明显影响，但过小的阴极面积会导致电流密度出现波动，从而不利于阳极氧化过程的稳态进行和PAA模板的有序化。　　 3、在应用改性电解液制备PAA模板方面　　 （1）应用二次硬阳极氧化法在添加适量硫酸铝的硫酸体系电解液中成功制备了具有特殊孔管道结构的PAA模板。此外，还详细研究了硫酸体系电解液中阳极氧化电压、孔间距、电流密度三者之间的关系，并给出了相应拟合方程。　　 （2）起始加压过程对阳极氧化反应具有重要影响，通过改进加压过程，我们成功将0．3 mol L-1草酸电解液中的极限阳极氧化电压值从155 V提升到215 V；配合经无水乙醇改性的草酸电解液，在620 V的高电压下成功制备了具有微米级孔间距的PAA模板。　　 4、在基于PAA模板制备各种纳米多孔结构阵列方面　　 （1）提出了一种以多孔阳极氧化铝为模板，将热压法和化学镀法相结合的复形方法。应用该方法，成功地制备出了孔洞形貌结构与所用多孔阳极氧化铝模板相对应的Ni纳米多孔结构阵列。相比于其他文献报道，该方法具有工艺流程更为简单、快捷，可制备大面积Ni纳米多孔结构阵列等优点，可以广泛应用于各种金属或者合金的纳米多孔结构阵列制备。　　 （2）以多孔阳极氧化铝模板为基体，结合射频磁控溅射技术制备出了金属Al和Au纳米多孔结构阵列膜。以所制备出的Au纳米多孔结构阵列膜作为电极，通孔结构阳极氧化铝作为敏感体，成功地制备出了一种全新结构的湿敏传感器。测试结果表明，该湿敏传感器在线性度、重复稳定性和响应/恢复特性等各方面均具有优势，综合性能较其他种类湿敏传感器有了很大提高。此外，我们以PAA模板为基础，配合溶胶法及热处理工艺，制备出了以PAA模板作为骨架和支撑体，表面被SnO2纳米粒子覆盖的复合纳米多孔结构阵列。这一成果结合多孔电极材料有望在高性能气敏传感器领域获得应用。