一种电镀夹持装置及利用其制备图案化纳米线的方法

技术领域

本发明涉及一种电镀夹持装置及利用其制备图案化纳米线的方法，属于纳米线制备领域。

背景技术

一维金属纳米材料，如纳米棒、纳米线、纳米管，往往拥有独特的光学、化学、电学、热学、磁学等性能，在催化、电池电极、生物传感器、强化沸腾换热、磁传感器等领域有着广泛的应用前景。具有较大长度和直径比的是纳米线(细长)，长径比小的称为纳米棒，中空的是纳米管。由于具有较高的比表面积，纳米线的应用更加广泛一些。目前制备纳米线的方法很多，如电弧法、催化热解法、化学气相沉积法、电化学法、模板合成法等。由于通过化学法可以比较容易地实现对纳米材料长度和直径的控制，操作方便且成本较低，所以化学法是制备纳米线材料中常用方法。特别地，制备金属纳米线最常用的是使用具有纳米级孔道的模板结合电化学沉积(又叫电镀)来实现的。

在采用电化学沉积的方式来制备金属纳米线时，由于AAO膜板(阳极氧化铝模板)的翘曲以及表面粗糙度方面的原因，AAO膜板与基底之间是有一定空隙的，如果直接进行电化学沉积，所得到的将是基底表面电沉积出的连续金属薄膜，金属并不会进入到AAO模板的孔内形成纳米线，为了减小AAO模板与基底之间的间隙，增加AA0膜板与基底之间的结合力，需要采用外力将AAO膜板压紧在基底表面，因此需要研究一种电镀夹持装置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电镀夹持装置，以增加阳极氧化铝膜板与基底之间的结合力，减小阳极氧化铝模板与基底之间的间隙，使得金属能够顺利进入阳极氧化铝模板的线型孔内形成纳米线；通过本发明方法可以制备出图案化的金属纳米线，进一步扩展了金属纳米线的应用领域。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种电镀夹持装置，包括顶杆，设置于顶杆下方的第一夹件，设置于第一夹件下方的第二夹件，设置于第二夹件下方的基座，所述第一夹件与第二夹件之间设置有夹持区，第一夹件和第二夹件均为刚性件。

前述的一种电镀夹持装置，还包括支架主体和把手，把手固定在支架主体外壁面上；支架主体上设置有孔，顶杆穿过孔设置于支架主体上；支架主体内设置有夹持空间，第一夹件、第二夹件和基座均设置于夹持空间内，基座固定在支架主体上，第二夹件固定在基座上，所述顶杆的一端与第一夹件接触设置。把手的作用是为了方便地拿取支架主体和安装外接电路。

前述的一种电镀夹持装置，所述夹持空间内还设置有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板分别设置于第一夹件的两侧，且第一挡板和第二挡板均设置在支架主体的内壁上。第一挡板和第二挡板可以有效地防止第一夹件和第二夹件随顶杆转动。

前述的一种电镀夹持装置，所述顶杆、第一夹件、第二夹件和基座均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。

前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件和第二夹件均为厚度为10mm～50mm的片体或板体；第一夹件和第二夹件均由石英玻璃或钢化玻璃制成；第一夹件和第二夹件均呈矩形状、正方形状、圆形状、三角形状、菱形状。

前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件与第二夹件之间的夹持区处设置有待电镀件；待电镀件包括金属阳极层、滤纸或水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板和导电基底，金属阳极层、滤纸或水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板和导电基底依次叠加设置，导电基底设置于第二夹件的上方。通过滤纸或水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液。

前述的一种电镀夹持装置，所述第一夹件包括第一硬平面，第二夹件包括第二硬平面，待电镀件设置于第一硬平面与第二硬平面之间。

前述的一种电镀夹持装置，所述水系微孔滤膜为1层～3层。相比采用滤纸，采用水系微孔滤膜的效果更佳，而采用2层水系微孔滤膜的效果最佳。

对比实验1：相同电化学沉积实验条件，在所使用待电镀件中分别采用滤纸、水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得到如下表1所示结果：

表1

如上表1所示，在相同电化学沉积实验条件下，在所使用待电镀件中分别采用滤纸、水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得知，采用滤纸得到实验样品非常不均匀，带有明显的滤纸表面纤维状痕迹，有明显的白色斑点状不均匀缺陷。均匀样品应该是全黑色。而采用水系微孔滤膜得到的实验样品颜色均匀且呈现为黑色，显微镜照片所显示微观形貌也均匀。

对比实验2:相同电化学沉积实验条件，在所使用待电镀件中分别采用1层、2层、3层水系微孔滤膜进行电化学沉积实验得到如下表2所示结果：

表2

如上表2所示，在相同电化学沉积实验条件下，在所使用待电镀件中分别采用1层水系微孔滤膜、2层水系微孔滤膜进行电化学沉积实验可得知，相比采用1层水系微孔滤膜，采用2层水系微孔滤膜所得到的实验样品更加均匀，且颜色呈黑色。

而使用3层水系微孔滤膜，也可以得到质地比较均匀的样品，但是相比使用2层水系微孔滤膜的所得到的实验样品几乎看不出差别。因此使用更多层数的水系微孔滤膜并不能获得效果更为明显的有益效果，反而会增加材料的浪费，而且使用更多层数后整个操作过程变更更加复杂，更加耗时。因此采用2层水系微孔滤膜为最佳选择。

本发明通过调紧顶杆，对待电镀件施加夹持压力，夹紧待电镀件后，将整个电镀夹持装置浸入到电沉积液中，进行电化学沉积。由于整个电镀夹持装置需要浸泡在电化学沉积溶液中，而且第一夹件与金属阳极层直接接触，第二夹件与导电基底接触，因而第一夹件和第二夹件采用耐酸碱腐蚀的石英玻璃和钢化玻璃制成。采用石英玻璃或钢化玻璃可以制成足够坚硬的第一夹件和第二夹件，从而对第一夹件与第二夹件之间的被夹持件施以夹持压力。通过采用坚硬而平整的第一硬平面和第二硬平面，更有利于在阳极氧化铝模板和基底表面形成均匀的夹持压力。

利用前述的电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：

步骤S01：在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶；

步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层，通过电镀夹持装置对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层施加夹持压力；

步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；

步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸或水系微孔滤膜和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，以形成金属纳米线；在电化学沉积过程中，通过滤纸或水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液；

步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。

步骤S01中包括：采用光刻工艺在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，微米级图案由覆胶区和非覆胶区形成，光刻胶的厚度为0.2微米～5微米。

与现有技术相比，本发明利用顶杆通过顶压的方式对第一夹件施加压力，并且第一夹件和第二夹件均采用刚性件，从而能够避免第一夹件和第二夹件在夹持过程中容易变形的问题。通过第一夹件和第二夹件夹住待电镀件，可以增加阳极氧化铝膜板与基底之间的结合力，减小阳极氧化铝模板与基底之间的间隙，使得金属能够顺利进入阳极氧化铝模板的线型孔内形成纳米线。本发明电镀夹持装置结构设计简单有效，操作方便。通过本发明方法可以制备出图案化的金属纳米线，进一步扩展了金属纳米线的应用领域。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：

图1是本发明一种实施例中电镀夹持装置的截面示意图；

图2是本发明一种实施例中待电镀件的截面示意图；

图3是本发明另一种实施例中电镀夹持装置的结构示意图；

图4是本发明图3中支架主体内安装示意图；

图5是本发明图3中待电镀件的分解示意图；

图6是本发明在导电基底表面制备图案化金属纳米线的流程图：

图7是本发明方法的工作流程图；

图8a图是实施例11在镀铜硅片表面制备图案化铜纳米线的实物照片；

图8b图是实施例11中所生成铜纳米线的扫描电境照片；

附图标记：1-顶杆，2-第一夹件，3-第二夹件，4-基座，5-夹持区，6-待电镀件，7-金属阳极层，8-滤纸，9-阳极氧化铝层模板，10-导电基底，11-第一硬平面，12-第二硬平面，13-支架主体，14-把手，15-孔，16-夹持空间，17-第一挡板，18-第二挡板。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的实施例1：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。

本发明的实施例2：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，把手14固定在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。

本发明的实施例3：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，把手14固定在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。夹持空间16内还设置有第一挡板17和第二挡板18，所述第一挡板17和第二挡板18分别设置于第一夹件2的两侧，且第一挡板17和第二挡板18均设置在支架主体13的内壁上。顶杆1、第一夹件2、第二夹件3和基座4均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。第一夹件2和第二夹件3均为厚度为10mm～50mm的片体；第一夹件2和第二夹件3均由石英玻璃；第一夹件2和第二夹件3均圆形状。

本发明的实施例4：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，把手14固定在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。夹持空间16内还设置有第一挡板17和第二挡板18，所述第一挡板17和第二挡板18分别设置于第一夹件2的两侧，且第一挡板17和第二挡板18均设置在支架主体13的内壁上。顶杆1、第一夹件2、第二夹件3和基座4均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。第一夹件2和第二夹件3均为厚度为30mm的片体；第一夹件2和第二夹件3均由钢化玻璃制成；第一夹件2和第二夹件3均呈矩形状。

本发明的实施例5：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，把手14固定在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。夹持空间16内还设置有第一挡板17和第二挡板18，所述第一挡板17和第二挡板18分别设置于第一夹件2的两侧，且第一挡板17和第二挡板18均设置在支架主体13的内壁上。顶杆1、第一夹件2、第二夹件3和基座4均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。第一夹件2和第二夹件3均为厚度为10mm～50mm的板体；第一夹件2和第二夹件3均由石英玻璃；第一夹件2和第二夹件3均呈菱形状。由于整个电镀夹持装置需要浸泡在电化学沉积溶液中，而且第一夹件2与金属阳极层7直接接触，第二夹件3与导电基底10接触，因而第一夹件2和第二夹件采用耐酸碱腐蚀的石英玻璃制成。第一夹件2与第二夹件3之间的夹持区5处设置有待电镀件6，通过顶杆1和基座4可以对第一夹件2和第二夹件3施加外压力，从而夹紧放置在夹持区5的待电镀件6。所述待电镀件6包括金属阳极层7、滤纸8、阳极氧化铝层模板9和导电基底10，所述金属阳极层7、滤纸8、阳极氧化铝层模板9和导电基底10依次叠加设置，所述导电基底10设置于第二夹件3的上方。第一夹件2包括第一硬平面11，所述第二夹件3包括第二硬平面12，所述待电镀件6设置于第一硬平面11与第二硬平面12之间。为了在阳极氧化铝模板和基底表面形成均匀的夹持压力，在第一夹件2和第二夹件3上分别设置第一硬平面11和第二硬平面12。

本发明的实施例6：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，支架主体13是一个中空的长方体。为了提高支架主体13的强度，中空部位四个角落设计成带有圆角的结构。支架主体13和把手14均采用易加工、强度高、耐酸碱腐蚀的透明亚克力材料制成，采用透明亚克力材料制成的支架主体13，便于在安装第一夹件2、第二夹件3和待电镀件6，也便于在电化学沉积过程中进行观察。把手14固定在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。夹持空间16内还设置有第一挡板17和第二挡板18，所述第一挡板17和第二挡板18分别设置于第一夹件2的两侧，且第一挡板17和第二挡板18均设置在支架主体13的内壁上。顶杆1、第一夹件2、第二夹件3和基座4均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。第一夹件2和第二夹件3均为厚度为30mm板体；第一夹件2和第二夹件3均钢化玻璃制成；第一夹件2和第二夹件3均呈、圆形状。由于整个电镀夹持装置需要浸泡在电化学沉积溶液中，而且第一夹件2与金属阳极层7直接接触，第二夹件3与导电基底10接触，因而第一夹件2和第二夹件采用耐酸碱腐蚀的石英玻璃制成。第一夹件2与第二夹件3之间的夹持区5处设置有待电镀件6，通过顶杆1和基座4可以对第一夹件2和第二夹件3施加外压力，从而夹紧放置在夹持区5的待电镀件6。所述待电镀件6包括金属阳极层7、水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板9和导电基底10，所述金属阳极层7、水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板9和导电基底10依次叠加设置，所述导电基底10设置于第二夹件3的上方。第一夹件2包括第一硬平面11，所述第二夹件3包括第二硬平面12，所述待电镀件6设置于第一硬平面11与第二硬平面12之间。为了在阳极氧化铝模板和基底表面形成均匀的夹持压力，在第一夹件2和第二夹件3上分别设置第一硬平面11和第二硬平面12。

本发明的实施例7：一种电镀夹持装置，包括顶杆1，具体的，该顶杆1结构设计成压紧螺丝，采用强度高、耐腐蚀的聚醚醚酮(PEEK)材质或聚偏氟乙烯(PVDF)材料制成。设置于顶杆1下方的第一夹件2，设置于第一夹件2下方的第二夹件3，设置于第二夹件3下方的基座4，所述第一夹件2与第二夹件3之间设置有夹持区5，第一夹件2和第二夹件3均为刚性件。该电镀夹持装置还包括支架主体13和把手14，支架主体13是一个中空的长方体。为了提高支架主体13的强度，中空部位四个角落设计成带有圆角的结构。支架主体13和把手14均采用易加工、强度高、耐酸碱腐蚀的透明亚克力材料制成，采用透明亚克力材料制成的支架主体13，便于在安装第一夹件2、第二夹件3和待电镀件6，也便于在电化学沉积过程中进行观察。把手14通过亚克力专用胶水粘在支架主体13外壁面上；所述支架主体13上设置有孔15，为与顶杆1配合，将孔15设计为螺丝孔；所述顶杆1穿过孔15设置于支架主体13上；所述支架主体13内设置有夹持空间16，所述第一夹件2、第二夹件3和基座4均设置于夹持空间16内，所述基座4固定在支架主体13上，第二夹件3固定在基座4上，所述顶杆1的一端与第一夹件2接触设置。夹持空间16内还设置有第一挡板17和第二挡板18，所述第一挡板17和第二挡板18分别设置于第一夹件2的两侧，且第一挡板17和第二挡板18均设置在支架主体13的内壁上。顶杆1、第一夹件2、第二夹件3和基座4均由耐酸碱腐蚀的绝缘材料制成。第一夹件2和第二夹件3均为厚度为40mm板体；第一夹件2和第二夹件3均由石英玻璃或钢化玻璃制成；第一夹件2和第二夹件3均呈矩形状。由于整个电镀夹持装置需要浸泡在电化学沉积溶液中，而且第一夹件2与金属阳极层7直接接触，第二夹件3与导电基底10接触，因而第一夹件2和第二夹件采用耐酸碱腐蚀的石英玻璃制成。第一夹件2与第二夹件3之间的夹持区5处设置有待电镀件6，通过顶杆1和基座4可以对第一夹件2和第二夹件3施加外压力，从而夹紧放置在夹持区5的待电镀件6。所述待电镀件6包括金属阳极层7、水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板9和导电基底10，所述金属阳极层7、水系微孔滤膜、阳极氧化铝层模板9和导电基底10依次叠加设置，所述导电基底10设置于第二夹件3的上方。第一夹件2包括第一硬平面11，所述第二夹件3包括第二硬平面12，所述待电镀件6设置于第一硬平面11与第二硬平面12之间。为了在阳极氧化铝模板和基底表面形成均匀的夹持压力，在第一夹件2和第二夹件3上分别设置第一硬平面11和第二硬平面12。本例中，使用2层水系微孔滤膜，该2层水系微孔滤膜均叠放在金属阳极层7和阳极氧化铝层模板9之间。

本发明电镀夹持装置的使用方法：使用时，先将待电镀件6放置在第一夹件2和第二夹件3之间的夹持区5处。然后调紧顶杆1，使得顶杆1压紧第一夹件2，进而通过第一夹件2对待电镀件6产生压紧力，压紧待电镀件6后，连接好外电路，手持把手14，将整个电镀夹持装置垂直垂直插入浸没在电沉积溶液中，进行电化学沉积。放置待电镀件6时，先将待电镀件6的导电基底10放置在第二夹件3的第二硬平面12上，然后再依次将阳极氧化铝模板9、滤纸8或水系微孔滤膜和金属阳极层7叠放在导电基底10上，金属阳极层7与第一夹件2的第一硬平面11接触。

本发明实施例8：利用电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：

步骤S01：在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，光刻胶的厚度为0.2微米；步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、滤纸和金属阳极层，通过电镀夹持装置对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸和金属阳极层施加夹持压力；步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、滤纸和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，以形成金属纳米线；在电化学沉积过程中，通过滤纸吸附和传导电沉积溶液；步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。

本发明实施例9：利用电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：步骤S01：在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶；步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层，通过电镀夹持装置对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层施加夹持压力；步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，以形成金属纳米线，在电化学沉积过程中，通过水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液；其中待电镀件中的水系微孔滤膜为1层。步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。具体的，步骤S01中包括：采用光刻工艺在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，微米级图案由覆胶区和非覆胶区形成，光刻胶的厚度为3微米。

本发明实施例10：利用电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：步骤S01：在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶；步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层，通过电镀夹持装置的顶杆对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层施加夹持压力；步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，以形成金属纳米线，在电化学沉积过程中，通过水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液；其中所使用的水系微孔滤膜为3层，该3层水系微孔滤膜叠放在阳极氧化铝模板和金属阳极层之间。步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。具体的，步骤S01中包括：采用光刻工艺在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，微米级图案由覆胶区和非覆胶区形成，光刻胶的厚度为4微米。在覆胶区是没有金属纳米线生成的，因而当阳极氧化铝模板溶解掉后，能够获得特定位置区域(即与非覆胶区对应的阳极氧化铝模板的区域)生长的金属纳米线阵列。

本发明实施例11：利用电镀夹持装置制备图案化纳米线的方法，包括如下步骤：步骤S01：在导电基底上制备一层具有特定形微米级图案的光刻胶，该导电基底为镀铜硅片；步骤S02：将导电基底放置在电镀夹持装置的夹持区中，然后依次在导电基底上叠放阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层，通过电镀夹持装置的顶杆对叠放的导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层施加夹持压力；步骤S03：将导电基底与外电路的负极连接，将金属阳极层与外电路的正极连接；步骤S04：然后将夹持有导电基底、阳极氧化铝模板、水系微孔滤膜和金属阳极层的电镀夹持装置浸泡在电沉积液中，进行电化学沉积，在导电基底表面电沉积出金属，在电化学沉积过程中，通过水系微孔滤膜吸附和传导电沉积溶液；以形成金属纳米线。其中所使用的水系微孔滤膜为2层，该2层水系微孔滤膜叠放在阳极氧化铝模板和金属阳极层之间。步骤S05：溶解掉阳极氧化铝模板，获得在特定位置区域生长而成的金属纳米线阵列。具体的，步骤S01中包括：采用光刻工艺在导电基底上制备一层具有微米级图案的光刻胶，微米级图案由覆胶区和非覆胶区形成，光刻胶的厚度为5微米。

在电沉积过程中，裸露位置的导电基底表面(即非覆胶区的导电基底表面)会电沉积出铜金属，当所沉积的铜金属厚度大于光刻胶厚度后，铜金属就会进入到阳极氧化铝模板孔内，形成铜纳米线。而导电基底上被光刻胶覆盖的位置，是没有纳米线生成的。最后将阳极氧化铝模板溶解掉后，则会获得如图8中(a)图所示的铜纳米线阵列。