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本文采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积（HF-RF-PECVD）技术,以CH4为反应气体,在不同的催化剂衬底上生长定向碳纳米管阵列膜,对定向碳纳米管的生长参数如催化剂种类、衬底温度、气体流量比和气压、沉积时间和射频功率等进行了研究;并用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和激光拉曼光谱（Raman）对制得的定向碳纳米管阵列膜进行表征。然后对沉积在泡沫镍上的定向碳纳米管阵列膜电极的交流阻抗特性和循环伏安特性进行了初步研究。主要包括如下内容:1.催化剂的制备在硅片及石英片等基底上用旋涂溶液法制备了催化剂。实验结果表明,旋涂在硅片上的Fe（NO3）3、Co（NO3）2、Ni（NO3）2溶液烘干热分解后,在N2H2环境下处理60min可以得到分布均匀、粒径为纳米量级的催化剂颗粒,且溶液浓度对催化剂颗粒分布密度有一定影响,1mol/L的Ni（NO3）2溶液制备的催化剂颗粒分布密集且均匀,粒径在30～50nm之间,适合用于制备定向碳纳米管阵列膜。直接将溶液滴在基底上制备的催化剂聚集成团且分布不均匀,有部分催化剂颗粒粒径在纳米量级,可以为制备碳纳米管提供形核条件。用磁控溅射法在硅基底上制备Fe催化剂薄膜。实验结果表明,磁控溅射法制得的催化剂颗粒随着溅射时间的增加而分布更加密集,粒径也增加,当磁控溅射时间为5min时制得的催化剂颗粒较为密集且粒径在纳米量级,用此催化剂制备的定向碳纳米管分布密集,定向性好。而当溅射时间达到20min时,处理后的催化剂团聚成微米级团块,已不符合定向碳纳米管制备的形核条件。2.实验参数对生长定向碳纳米管阵列膜的影响通过实验发现定向碳纳米管的管径分布与催化剂颗粒大小及分布密切相关,碳纳米管管径大小随催化剂颗粒大小变化而变化,碳纳米管的分布状态取决于催化剂颗粒的分布状态。过渡金属Fe、Co和Ni可以作为生长碳纳米管的催化剂,其催化活性Fe＞Ni＞Co。衬底温度对定向碳纳米管阵列膜的制备有很大的影响,衬底温度过低时,无法长出碳纳米管;温度过高,则制得的样品中含有较多无定型碳杂质,当衬底温度为500℃时能够制得较好的定向碳纳米管阵列膜。对不同衬底制备的碳纳米管阵列膜进行比较分析可知,硅片与石英片都是较为理想的基底材料。制备定向碳纳米管阵列膜的适宜工艺条件为:气压28Pa,气体质量流量比:CH4:N2:H2=150:25:25,衬底温度500℃,射频功率:200W,反应时间:60min。3.定向碳纳米管阵列膜电极的电性能泡沫镍基体上生长的定向碳纳米管阵列膜电极的交流阻抗测试结果显示,在频率较低时表现出明显的超级电容特性,其电容量与频率有关。对不同浓度的催化剂制得的定向碳纳米管阵列膜电极进行循环伏安测试,在-0.2～+0.8V扫描电位内,扫描速率为1mV/s时,不同催化剂得到的ACNTs电极材料都具有较高的比容量,以0.1mol/L的Ni（NO3）2溶液为催化剂制备的定向碳纳米管阵列膜电极具有高达278.2F/g的比容量。定向碳纳米管阵列膜电极的比容量受扫描速率的影响非常大,在大电流充放电条件下比容量迅速减小。