多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Aluminum Oxide,PAAO)模板是一种紧密有序排列的圆孔结构材料,同时具有结构参数可控、工艺简单、成本低廉、可重复性好等优点,使其成为制备各种纳米结构材料的最常用模板之一,广泛应用于各种不同的领域,包括传感器、催化和生物医学等。本文以0.3 mol/L草酸溶液与无水乙醇(1:1,V/V)的混合液(电解液Ⅰ)或0.3 mol/L草酸溶液(电解液Ⅱ)作为阳极氧化的电解液,阳极氧化温度为-20～15℃,施加30～50 V的阳极氧化电压制备PAAO模板以及对其内在机理进行了详细的研究。另外,通过在光滑铝片表面进行旋涂聚合物CA600(指甲油),从而在铝片表面获得横向微米级连通孔的裂纹模板,然后在15℃的电解液Ⅱ中,施加30～50 V的电压对整个样品进行阳极氧化,铝表面上裂纹的部位进一步形成纳米级孔道,最后获得具有多级孔结构的模板。在本论文中详细研究和分析了影响多级孔结构模板微观结构的实验因素。(1)在-20～0℃的电解液Ⅰ或电解液Ⅱ中,施加40～50 V的电压进行低温阳极氧化。在阳极氧化温度为-20℃下,PAAO模板在阳极氧化过程中获得了一个极为缓慢的生长速率。本文详细讨论了PAAO模板获得极缓慢生长速率的机理,同时分析了极低阳极氧化温度对制备PAAO模板的影响。(2)在电解液Ⅰ中,在阳极氧化温度为-20～0℃的条件下,直接施加40～50 V的阳极氧化电压制备PAAO模板,对获得的PAAO模板的规则度进行分析,并通过一个改进的两步阳极氧化法在低温下制备高规则度的PAAO模板。(3)在光滑的铝片表面进行旋涂聚合物CA600形成裂纹模板,对旋涂后的铝片样品进行热处理,然后在15℃的电解液Ⅱ中,直接施加30～50 V的电压进行阳极氧化,成功制备了具有多级孔结构的模板,并讨论分析其生长机理。(4)在15℃的电解液Ⅱ中,本文通过改变实验条件来调整多级孔结构模板的结构参数,成功制备了具有不同结构参数的多级孔结构模板。本论文详细研究旋涂时间、旋涂速度和阳极氧化电压对多级孔结构模板微观结构的影响。