（本课题中使用的是金属水热反应釜），用水或乙醇等有机溶剂充当反应介质，在一定的高温 环境下发生反应。 

按照不同的制备原理，水热法可以大致分为以下几种：水热氧化、水热结晶、水热沉淀、 水热分解、水热合成。本课题中使用的方法即为水热合成法。 

水热法的优点有：加工成本低、制备过程简单易操作；改性效果好，产物质量高；反应 温度、压强、时间的选择性多样化，实用性广等。 

水热法的缺点有：反应所需时间较长，如本课题中的水热反应周期均为 24 小时；水热反 应釜需要长时间放置于高温环境中，对设备的要求较高。 

1。4 本论文的研究内容和研究意义

1。4。1  本课题的研究背景及意义

    现如今，世界上各个国家都越来越关注能源紧张和环境污染的问题，而燃料电池由于其

环境友好性和较高的能源利用率，已经逐渐成为一种广泛使用的新能源。然而燃料电池中所 使用的质子交换膜（PEM）却面临着各种问题和挑战，因此本课题选用 PTFE 膜进行改性使 之可以作为 PEM 使用。 

PTFE 微孔膜是四氟乙烯单体聚合而成的一种性能优异的新型膜材料。该种微孔膜拥有机 械强度高、化学性质稳定、热分解温度高、尺寸稳定性好不易变形、耐腐蚀、自清洁、加工 成本低廉等优点，因此已经广泛用于建筑材料、生物医用材料、燃料电池 PEM 材料等领域。 在燃料电池的电化学反应中，可渗透的 PTFE 微孔滤膜还能克服微孔膜溶胀的缺点，因而可 以作为 PEM 的支架材料。但是由于 PTFE 膜亲水性较差，属于疏水性膜，且电导率较低，因 此本课题通过选用两种不同的无机物 TiO2 和 CeO2 对 PTFE 膜进行改性，使之和 Nafion 结合 后能够满足燃料电池对 PEM 的要求，且能提高 PEM 的抗降解性能和机械性能，从而增加燃 料电池的使用寿命和效率。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

1。4。2  本课题的主要研究内容

本课题包括两个方面的内容，分别是采用水热法对 PTFE 微孔膜负载 TiO2 和 CeO2 这两 种不同的无机物，制备出 TiO2/PTFE 复合膜和 CeO2/PTFE 复合膜。之后对两种改性的复合膜 进行各种表征和性能测试，从而筛选出最佳的实验条件，制备出性能优异的改性 PTFE 复合 膜。主要内容如下：

（1）以机械强度高、化学性质稳定、热分解温度高的 PTFE 微孔膜作为基体，通过钛酸四丁 酯水热负载 TiO2 制备 TiO2/PTFE 复合膜。制备完成后，对样品膜进行浸润角测试、FI-IR、 XRD、XPS、SEM、TEM、TGA 等表征，并进行吸水率、溶胀性能、机械强度等膜性 能测试。最终挑选出性能最优异的改性 TiO2/PTFE 复合膜。

（2）以性能优异的 PTFE 微孔膜作为基体，通过硝酸铈水热负载 CeO2 合成 CeO2/PTFE 复合 膜。加工完成后，对复合膜进行浸润角测试、FI-IR、XRD、XPS、SEM、TEM、TGA 等表征，并进行吸水率、膨胀率、机械性能、降解性能等膜性能测试。筛选出性能最佳 的改性 CeO2/PTFE 复合膜。