2。3。2 傅里叶红外光谱（FT-IR） 12

2。3。3 X 射线粉末衍射（XRD） 12

2。3。4 X 射线光电子能谱（XPS） 13

2。3。5 扫描电子显微镜（SEM） 13

2。3。6 热重分析（TGA） 13

2。3。7 透射电子显微镜（TEM） 13

2。4  膜性能测试 13

2。4。1 吸水率测试 13

2。4。2 溶胀性能测试 14

第 II 页 本科毕业设计说明书

2。4。3 降解性能测试 14

2。4。4 机械性能测试 14

3  结果与讨论 16

3。1 负载 TiO2 的改性 PTFE 膜的表征结果与讨论 16

3。1。1 浸润角测定 16

3。1。2 傅里叶红外光谱分析（FT-IR） 17

3。1。3 热重分析（TGA） 18

3。1。4 X 射线衍射分析（XRD） 19

3。1。5 X 射线光电子能谱（XPS） 20

3。1。6 SEM 和 TEM 分析 22

3。1。7 机械性能分析 22

3。1。8 吸水率和膨胀率测试 23

3。2 负载 CeO2 的改性 PTFE 膜的表征结果与讨论 24

3。2。1 浸润角测定 24

3。2。2 傅里叶红外光谱分析（FT-IR） 26

3。2。3 X 射线衍射分析（XRD） 27

3。2。4 热重分析（TGA） 28

3。2。5 X 射线光电子能谱（XPS） 29

3。2。6 SEM 和 TEM 分析 31

3。2。7 机械性能分析 31

3。2。9 降解性能分析 33

结 论 35

致 谢 36

参 考 文 献 37

1 引言（或绪论）

燃料电池（fuel cell）在当今世界是一种很有发展前景的能源，它缓解了化石燃料能源危 机，减少了化石燃料燃烧所带来的严重的环境污染，是一种既清洁又高效率的电化学发电装 备[1]，因而越来越获得海内外研究人员的重视。

质子膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）就是其中的一种，图 1。1 是 PEMFC 的结构示意图。它有三个组成部分：质子交换膜、燃料极和空气极[2]。

其工作原理如下：从燃料极的氢气中抽出电子，负电子转移到导电的正极，与此同时， 剩下的氢离子通过质子交换膜转移到空气极，并与氧气在空气极发生反应，同时从负极吸收 电子[3]。

PEMFC 的电化学反应实质：电解水的逆过程[4]。 阳极反应： H 2 2H 2e

阴极反应：

图 1。1 PEMFC 结构示意图

本课题所研究的改性的 TiO2/PTFE 和 CeO2/PTFE 复合膜即应用在 PEMFC 中，是质子交