磁控濺射法制備CeO2／PTFE／Nafion復合膜及性能研究

夏慶成，毛 霏，楊 勇，韓 靜，劉曉慧，楊加志，孫東平

（南京理工大學化工學院，南京210094）

磁控濺射法制備CeO2／PTFE／Nafion復合膜及性能研究

夏慶成，毛 霏，楊 勇，韓 靜，劉曉慧，楊加志，孫東平

（南京理工大學化工學院，南京210094）

采用磁控濺射法在聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜表面濺射CeO2，制備了CeO2／PTFE復合膜.利用接觸角、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微鏡（SEM）和拉伸強度等對復合膜的親水性、元素組成、形貌和機械強度進行測試，研究了濺射時間和濺射功率對膜性能的影響.結果表明，在濺射功率為40W，濺射時間為120 s時，CeO2／PTFE復合膜親水性和拉伸強度都相對較好.在CeO2／PTFE復合膜上澆鑄Nafion樹脂，制備的CeO2／PTFE／Nafion復合膜含水率達到30%，離子電導率達到0.071 S／cm.

聚四氟乙烯微孔膜；磁控濺射；接觸角；拉伸強度

燃料電池通過電化學反應將存儲在燃料中的化學能轉化為電能，具有能量利用率高、污染低、噪聲低、機動靈活等優點［1，2］，在交通運輸、固定式電站、便攜式電子產品等領域應用廣泛［3，4］.

目前，燃料電池根據所采用的電解質類型可分為磷酸鹽燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、堿性燃料電池和質子交換膜燃料電池等［5～9］.質子交換膜燃料電池因具有能量轉化率高、功率密度大、啟動迅速和污染小等優點，已成為目前研究的熱點.質子交換膜作為質子交換膜燃料電池的核心部件之一，提供質子遷移和輸送通道，使質子經過膜從陽極到陰極與外電路電子轉移構成回路向外界提供電流［10，11］.為了提高燃料電池的工作效率，美國杜邦公司研究并生產了全氟磺酸膜（Nafion膜）［12］.Nafion膜具有高質子電導率、較好的化學穩定性和機械穩定性，但其成本高（每平方米的價格在500～800美元），限制了質子交換膜燃料電池的商業化［13］.

為了降低質子交換膜燃料電池的成本，劉富強等［14］用0.2～0.8μm多孔聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜為基體，在其表面澆鑄Nafion樹脂制備PTFE／Nafion復合膜.因為PTFE微孔膜的機械強度高，尺寸穩定性好，用PTFE作基體可以大幅度減少Nafion樹脂的用量，降低Nafion膜的成本［15］.Wu等［16］通過加速壓力測試研究了PTFE／Nafion復合膜的降解機制，在開路電壓下，在陰極檢測到氟化物的排放，驗證氣體相互滲透產生了羥基自由基（·OH）和氫過氧自由基（·OOH），最終導致膜變薄，使膜的壽命降低.

質子交換膜的另一個局限性是壽命問題.復合膜在液體環境中工作，不可避免地會受到羥基自由基和氫過氧自由基對復合膜的攻擊，導致膜降解，從而影響膜的壽命，因此阻止膜降解成為急需解決的問題.Trogadas等［17，18］研究發現，聚乙基甲基丙烯酸酯（PEM）聚合物膜的降解是自由基的破壞所致，而CeO2納米顆粒可以有效減輕自由基對膜的破壞，從而提高膜的壽命；Pt／CeO2復合納米材料對自由基的捕捉效果更好，復合膜的使用壽命更長.Wu等［19］研究了不同顆粒大小的CeO2對于膜使用壽命的影響，發現在水環境中得到的CeO2粒徑分布很廣，將溶劑由水改成乙醇可以很好地控制晶體的生長，得到更小的晶體，提高膜的使用壽命.Zhou等［20］研究發現水熱反應中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）得到的球形納米CeO2不僅可以提高膜的使用壽命，而且具有良好的電化學性能.但水熱法負載CeO2可控性

不好，針對水熱法的缺點，采用磁控濺射法可以控制CeO2的負載量.

磁控濺射法通過在陰極靶表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高電離濺射氣體的密度，在低氣壓下實現高速濺射.磁控濺射鍍膜技術因具有成膜速度快、膜層致密性好、適合于大面積均勻化沉積的優點而得到廣泛應用［21，22］，采用磁控濺射法負載CeO2可延長質子交換膜的使用壽命，并能夠有效控制負載CeO2的量.

本文通過改變磁濺射時間、功率等實驗條件［23，24］，制備了CeO2／PTFE復合膜；通過接觸角及拉伸強度測試探究最優實驗條件，接觸角測試結果證明，CeO2／PTFE復合膜的親水性明顯高于PTFE膜［25，26］，有利于浸漬Nafion樹脂來制備CeO2／PTFE／Nafion復合膜；制備的復合膜具有較好的吸水率、尺寸穩定性及離子導通率，可以應用于質子交換膜燃料電池.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

丙酮、乙醇、異丙醇、過氧化氫、七水合硫酸亞鐵、H2SO4和二甲亞砜（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；CeO2靶材（江西國材科技有限公司）；PTFE微孔膜（大田化工貿易有限公司）；Nafion樹脂（質量分數5%，上海河森電氣有限公司）.

JY2001型電子分析天平（上海精科公司天平儀器廠）；DZF?6090型真空干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；JGP800型磁控濺射鍍膜機（中國科學院沈陽科學儀器有限公司）；X射線粉末衍射儀（XRD，德國Bruker公司）；PHIQuanteraⅡ型X射線光電子能譜儀（XPS，日美納米表面分析儀器公司）；TGA／SDTA851型熱重分析儀（TG，瑞士梅特勒?托利多公司）；Quant 250FEG掃描電子顯微鏡（SEM，美國FEI公司）；SHIMAZUAGS?100NX型萬能材料試驗機（日本島津公司）；IM 3511?50型電感?電容?電阻（LCR）測試儀（日置電機株式會社）.

1.2 磁濺射制備CeO2／PTFE／Nafion復合膜

1.2.1 PTFE微孔膜的預處理和靶材的清洗 參照文獻［27］的方法，剪取一定大小（7 cm×7 cm）的PT?FE微孔膜放在燒杯中，加入丙酮溶液浸泡PTFE微孔膜，24 h后倒掉丙酮，再加入95%（質量分數）的乙醇溶液浸泡3 h，然后加入去離子水多次清洗后將PTFE膜置于真空干燥箱中，于60℃干燥12 h后冷卻至室溫，將膜固定在玻璃板上.對CeO2靶材進行清洗，分別用丙酮和酒精擦拭干凈后用氮氣吹干.將清洗干凈的PTFE微孔膜和CeO2靶材快速放置于濺射室并降下倉蓋，濺射室抽真空以防止PTFE膜和靶材表面的再次污染.

1.2.2 磁濺射制備CeO2／PTFE復合膜 將預處理好的PTFE微孔膜和直徑50 mm，厚度3 mm的陶瓷CeO2靶材放入磁控濺射鍍膜機，采用射頻濺射靶，在氬氣氣氛中，依次控制磁濺射時間（30，60，90，120，150，180 s）和磁濺射功率（20，40，80W）等一系列參數，磁濺射后進行相關測試.

1.2.3 CeO2／PTFE／Nafion復合膜的制備 參照文獻［28］的方法進行制備.取二甲亞砜與5%的Nafion樹脂按3∶1（體積比）的比例混合，放入旋轉蒸發儀直至混合溶液質量恒定后冷卻至室溫.將CeO2／PTFE復合膜浸漬在處理好的Nafion樹脂中，取出晾干后置于270℃真空干燥箱中熱處理20～30 s，熱處理后的膜重復浸漬?晾干?熱處理過程3次，再依次在異丙醇、0.5mol／L H2SO4和100mL去離子水中處理40 min后得到CeO2／PTFE／Nafion復合膜.

1.2.4 加速化學降解實驗 加速化學降解實驗參照文獻［29］的方法進行，取一定量的七水合硫酸亞鐵放入250mL燒杯中，加入超純水不斷攪拌直至完全溶解，制備出4mg／L Fe2＋芬頓試劑.將溶液放在70℃水浴鍋中加熱，將濺射好的復合膜放在溶液中，向其中加入5 mL 30%（質量分數）H2O2溶液，反應5，10，15，20，25，50，100 h時依次取出降解后的復合膜，用去離子水多次清洗后放在真空干燥箱中，干燥24 h后稱重，作加速化學降解曲線.

1.2.5 吸水率和溶脹性能測試 準確測定PTFE膜、CeO2／PTFE復合膜和CeO2／PTFE／Nafion復合膜的干燥質量（m1），用游標卡尺測量膜的長度、寬度，用螺旋測微器測量厚度，測量原始膜的尺寸X0，將膜在去離子水中浸泡48 h后，測定質量（m2）并測量膜的尺寸（Xw），按照式（1）和式（2）計算吸水率

（Q）和溶脹率（SR）［30］.

1.2.6 機械強度測試 在室溫條件下測定膜的機械強度，拉伸速率為50mm／min，測試夾距為20mm，測試前將膜剪成長度為40 mm、寬度為12.5 mm的長條，用螺旋測微器準確測定復合膜的厚度，將膜夾在夾具上用試驗機測試膜的機械強度，5次拉伸取其平均值，主要測試膜的拉伸強度和斷裂伸長率［31，32］.

1.2.7 離子電導率測試 復合膜的離子電導率采用電化學阻抗法測試，掃描頻率為1～100 kHz，測試溫度為25～85℃，測試過程在濕度為100%的水環境下進行.測試時將膜裁成2 cm×0.5 cm，然后在超純水中浸泡12 h，用螺旋測微器測量厚度，用游標卡尺測量寬度.復合膜離子電導率為

式中：L（cm）表示兩電極之間的距離；W（cm）表示膜的寬度；D（cm）表示膜的厚度；R（Ω）表示膜的阻抗值；σ（S／cm）表示膜的電導率.

2 結果與討論

2.1 磁濺射時間和濺射功率對PTFE微孔膜接觸角的影響

接觸角測試是確定膜親水性能最簡單的方法，液體與膜表面浸潤好則測得的接觸角小［32］.由圖1可知，PTFE膜的接觸角為128°，當用CeO2靶材在PTFE微孔膜表面磁濺射后接觸角明顯降低；在相同的濺射功率下，前120 s隨著磁濺射時間的增加，接觸角變化較大，120 s以后接觸角幾乎不變；在相同的濺射時間下，隨著濺射功率的增加，接觸角逐漸減小.由圖2可見，在濺射功率為40W的條件下，濺射時間為120 s時，所得濺射膜既可以達到浸潤性要求，又可以減少靶材的損耗.

Fig.1 Influence of sputtering power and sputtering time on contact angle of CeO2／PTFE composite membrane

Fig.2 Contact angle of CeO2／PTFE composite membrane at different sputtering time

2.2 XRD分析

由圖3可以看出，PTFE微孔膜表面磁濺射CeO2后，在2θ＝29°，33°，47°，57°處出現新的衍射峰，分別對應于CeO2的（111），（200），（220）和（311）晶面.由圖3可知，磁濺射時間越長，PTFE微孔膜表面負載的CeO2量越多，衍射峰越強.XRD結果表明已將CeO2濺射到PTFE微孔膜上，形成了CeO2／PTFE復合膜.由圖4知，CeO2／PTFE／Nafion復合膜的衍射峰強度變小，與文獻［33］結果相符.因為Nafion膜在2θ＝18°和38°處存在衍射峰，Nafion膜是半晶體結構，減弱了CeO2／PTFE復合膜在2θ＝18°

處峰的強度.

Fig.3 XRD patterns of CeO2／PTFE composite membrane at different sputtering time

Fig.4 XRD patterns of PTFE（a），CeO2／PTFE（b）and CeO2／PTFE／Nafion membranes（c）

2.3 XPS分析

為了檢測CeO2是否濺射到PTFE微孔膜上以及Nafion是否澆鑄到CeO2／PTFE復合膜上，對PTFE微孔膜、CeO2／PTFE復合膜和CeO2／PTFE／Nafion復合膜的元素組成和價態進行了分析.由圖5（A）可知，PTFE膜只含有C，F元素，CeO2／PTFE復合膜含有C，F，Ce，O元素，結合XRD表征結果，說明CeO2已成功濺射到PTFE膜上，CeO2／PTFE／Nafion復合膜含有C，F，Ce，O，S元素，由于Nafion含有磺酸基團，說明Nafion已浸漬到CeO2／PTFE復合膜上.由S和Ce元素的Mapping圖［圖5（B）和（C）］可知，S，Ce元素均勻地分散在膜的表面.根據文獻［34，35］報道，圖5（B）中V，U代表Ce3d2／5的自旋軌道，V1，U1峰歸屬于Ce（Ⅲ），V0，V2，V3，U0，U2，U3峰歸屬于Ce（Ⅳ）.正是由于其獨特的晶體結構，Ce（Ⅲ）和Ce（Ⅳ）之間能夠快速轉換，賦予了CeO2很強的氧化還原能力.質子交換膜在液體環境中會被氧化，導致壽命下降，在PTFE微孔膜表面濺射CeO2能夠消除自由基，從而增強質子交換膜的穩定性，延長電池壽命.

Fig.5 W ide range XPS spectra of PTFE membrane and CeO2／PTFE，CeO2／PTFE／Nafion composite membrane（A），narrow XPS spectra of Ce element in CeO2／PTFE Composite membrane（B）and S element in CeO2／PTFE／Nafion compositemembrane（C）

2.4 SEM分析

由PTFE微孔膜的SEM照片［圖6（A）］可以看出，PTFE微孔膜是多孔結構，孔徑大小為0.2～0.5 μm.由圖6（B）可見，在PTFE微孔膜的表面出現了大量的納米顆粒，說明磁濺射法在PTFE微孔膜的表面負載了一層致密的CeO2膜，而且分散較均勻.以PTFE微孔膜為基體，用磁控濺射技術通過控制磁場的方向可以控制鍍膜的均勻性，通過控制鍍膜的時間可以控制鍍膜的厚度.由圖6（C）可以看出，

在CeO2／PTFE復合膜上澆鑄Nafion樹脂后，Nafion樹脂堵住了PTFE膜的微孔，使得氣體不能通過膜，此時的CeO2／PTFE／Nafion復合膜可以用作質子交換膜.圖6（D）為CeO2／PTFE／Nafion復合膜的元素分析（EDS）圖.可見，復合膜相對PTFE膜增加了Ce，O，S 3種元素成分，Ce，O元素來源于CeO2，S元素來源于Nafion樹脂，這進一步證實了Nafion樹脂的成功澆筑［36］.從圖7中可以隱約看到三明治結構，分別對應的是復合膜的Nafion?PTFE?Nafion，從截面圖可以看出三層結構比較模糊，因為在PTFE 與Nafion之間形成過渡層，使得界線變得模糊形成了一個有機體復合膜；三層結構中的中間層為PT?FE微孔膜，上下兩層為Nafion膜，中間層的厚度約為30μm，與用螺旋測微器測量的厚度相近，說明形成了CeO2／PTFE／Nafion復合膜.

Fig.6 SEM images of native PTFE membrane（A），CeO2／PTFE compositemembrane（B），CeO2／PTFE／Nafion com positemembrane（C）and elemental analysis graph（D）of CeO2／PTFE／Nafion com positemembrane

Fig 7 Section figure of CeO2／PTFE／Nafion com positemembrane

Fig.8 TGA curves of PTFE（a）and CeO2／PTFE（b—d）membranes at different sputtering time

2.5 TG分析

圖8為PTFE和CeO2／PTFE的TG曲線圖.可以看出，PTFE微孔膜的熱分解分為3個階段：第一階段從50℃到550℃，PTFE微孔膜和CeO2／PTFE復合膜的質量隨溫度的變化非常平緩，幾乎沒有質

量損失，說明在550℃以下PTFE微孔膜沒有發生熱分解.第二階段溫度從550℃升到650℃，PTFE微孔膜的質量損失率幾乎達到100%，說明該溫度范圍內PTFE微孔膜完全分解；而CeO2／PTFE復合膜濺射時間越長質量損失越小，磁濺射時間為30 s時質量損失率為93%，磁濺射時間為120 s時質量損失率為78%，這是因為PTFE微孔膜上負載的CeO2納米顆粒在該溫度范圍內不會被分解.第三階段溫度范圍為650～700℃，CeO2／PTFE復合膜質量基本上無變化，說明CeO2分解溫度高于700℃［37］.

2.6 加速化學降解實驗

質子交換膜的化學穩定性直接影響質子交換膜燃料電池的使用壽命.在質子交換膜燃料電池的運行過程中易出現膜降解問題，這是影響質子交換膜化學穩定性的關鍵因素.羥基（·OH）和氫過氧自由基（·OOH）對聚合物膜的化學進攻是導致膜降解的主要原因.PTFE微孔膜化學性質穩定，膜的降解率較少.

由圖9可知，在4 mg／L Fe2＋芬頓試劑中，100 h后PTFE膜的降解率為1.6%.經過CeO2磁濺射處理后復合膜的降解率為0.5%，膜被損壞的的程度明顯降低，這是因為CeO2作為自由基清除劑降解了過氧化氫產生的自由基；CeO2能夠快速地進行氧化還原轉換（Ce3＋??Ce4＋），羥基自由基（·OH）和Ce3＋發生氧化反應使Ce3＋轉變為Ce4＋，同時·OH被降解為·OOH.為了保障CeO2的再生，Ce4＋又能被·OOH或H2O還原生成Ce3＋，從而完成Ce4＋到Ce3＋的可逆轉換.CeO2的氧化還原反應可逆轉換能夠增強質子交換膜的化學穩定性，使其降解程度明顯降低［38］.

Fig.9 Rate of accelerating chem ical degradation of PTEE（a）and CeO2／PTFE（b）membranes in Fenton's reagent

Fig.10 Mechanical property of the CeO2／PTFE com positemembrane with different sputtering time

2.7 機械性能

燃料電池工作時，質子交換膜的兩側都會受到壓力，如果膜的強度低，在燃料電池工作中質子交換膜可能會破裂，導致無法阻隔兩端的氣體，使膜壽命降低.因此，質子交換膜的抗壓、抗拉能力對于燃料電池壽命很重要.圖10為多次測量的CeO2／PTFE復合膜的拉伸強度與斷裂伸長率的平均值變化圖.可見，復合膜的斷裂伸長率和拉伸強度均隨著磁濺射時間的延長略有降低，PTFE膜的機械強度為（23.02±0.5）MPa，斷裂伸長率為（141.52±0.46）%，與 Bi等［29］報道的 PTFE膜拉伸強度（22.06 MPa）和斷裂伸長率（139.53%）相差不大.

由圖10可見，隨著濺射時間的延長，膜的拉伸強度降低，濺射時間為30～120 s時膜的拉伸強度降低得很少，斷裂伸長率變化不大，濺射時間達150 s時，拉伸強度減少1.5 MPa，斷裂伸長率減小約2%.CeO2影響了PTFE微孔膜分子鏈的整度排布，使PTFE微孔膜有了新的連接點，同時CeO2顆粒與顆粒擠壓，使膜的有機網絡空間降低，導致膜的斷裂伸長率和拉伸強度均隨磁濺射時間的延長而降低.濺射時間為30～120 s范圍內CeO2／PTFE復合膜拉伸強度變化小，這是因為CeO2顆粒不是很密集，沒有出現擠壓，對膜的有機網絡空間影響較小，所以機械性能幾乎沒有變化；當濺射時間很長時，CeO2顆粒出現擠壓使得拉伸強度和斷裂伸長率有所減小.從機械強度考察，濺射時間小于120 s為最佳.同時還發現，濺射功率為20W時，CeO2／PTFE的機械強度為22.9 MPa，CeO2／PTFE／Nafion的機械強度

為22.1 MPa，當濺射功率小于40W時，澆鑄Nafion前后膜的機械強度基本沒有變化；當功率大于40 W時，澆鑄Nafion后膜的機械強度逐漸減小.CeO2／PTFE／Nafion復合膜的機械強度比CeO2／PTFE復合膜的機械強度略小，這是因為Nafion的機械強度低于PTFE，所以CeO2／PTFE／Nafion復合膜的機械強度介于Nafion和PTFE之間，并且與PTFE及Nafion的厚度有關.綜合考慮，選擇磁濺射功率為40 W，濺射時間為120 s.

2.8 吸水率和膨脹率

含水率的增加為離子的運輸提供足夠的通道，對電化學性能有重要影響.由圖11可見，PTFE膜的吸水率幾乎為0，這是因為PTFE膜是疏水性膜；PTFE膜表面磁濺射CeO2后，親水性明顯增強，吸水率達到 6 .99%；經過Nafion澆鑄后，CeO2／PTFE／Nafion復合膜吸水率達到 28.29%，比 Tsai等［29］報道的PTFE／Nafion復合膜的吸水率（18%）有所提高.PTFE膜面積溶脹率僅為0.50%，體積溶脹率為0.66%（表1），尺寸穩定性較好；澆鑄Nafion后，面積溶脹率增加到0.75%，體積溶脹率增加到1.15%（表1）.可見，復合膜具有優異的尺寸穩定性，適合用作質子交換膜.

Fig.11 W ater absorption rate（）and swelling property（）of PTFE membrane，CeO2／PTFE composite mem?brane and CeO2／PTFE／Nafion compositemembrane

Table 1 Swelling properties of com positemembrane

2.9 電導率

由圖12可知，復合膜的離子電導率隨著溫度的升高而增加，這是由于溫度在一定的范圍內升高并沒有使膜內的水分流失過多，而隨著溫度的升高質子的傳導速率得到提高.因此，電導率有所上升.當溫度升高到85℃時，復合膜的離子電導率達到0.071 S／cm，與 Nafion117的離子電導率相近（Nafion117在85℃、1 mol／L H2SO4中的離子電導率為 0.072 S／cm［39］）.表明 CeO2／PTFE／Nafion復合膜可以用作燃料電池的質子交換膜.

Fig.12 Ionic conductivity of CeO2／PTFE／Nafion compositemembrane at different tem peratures

3 結 論

采用磁控濺射法在PTFE微孔膜表面濺射CeO2，制備了CeO2／PTFE復合膜.探討了磁濺射時間和磁濺射功率等對CeO2／PTFE復合膜接觸角、力學性能、吸水率以及降解率的影響，得到最佳濺射時間和濺射功率.在CeO2／PTFE復合膜上澆鑄Nafion樹脂，制備了CeO2／PTFE／Nafion復合膜.接觸角測試結果表明，隨著磁濺射時間延長，接觸角逐漸減小，磁濺射120 s后接觸角變化幅度較小；磁濺射功率增大時，接觸角也逐漸變小.復合膜的機械性能測試結果表明，復合膜的斷裂伸長率和拉伸強度均隨

著磁濺射時間的延長而降低，磁濺射時間短于120 s時拉伸強度變化較小，隨著時間延長復合膜的機械強度會有所下降；相同濺射時間內，隨著濺射功率的增加，復合膜的機械強度逐漸減小，所以選擇磁濺射功率為40W，濺射時間120 s為最佳條件.從加速氧化實驗可知，濺射CeO2可使復合膜的使用壽命適當延長，CeO2／PTFE復合膜含水率有明顯的提高，溶脹率略有增加，當在CeO2／PTFE復合膜上澆鑄Nafion形成CeO2／PTFE／Nafion復合膜的吸水率達到28.29%，面積溶脹率為0.75%，體積溶脹率也僅為1.15%，尺寸穩定性好.離子電導率為0.071 S／cm，與Nafion117相近，表明CeO2／PTFE／Nafion復合膜可用作燃料電池的質子交換膜.

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Properties of CeO2／PTFE／Nafion Composite Membranes Prepared by Magnetron Sputtering?

XIA Qingcheng，MAO Fei，YANG Yong，HAN Jing，LIU Xiaohui，YANG Jiazhi?，SUN Dongping
（School ofChemical Engineering，Nanjing University ofScience and Technology，Nanjing 210094，China）

CeO2／PTFE composite membranes（PTFE＝polytetrafluoroethylene）were prepared by magnetron sputtering CeO2on the surface of PTFE microporousmembranes.The membranes were characterized by XPS and SEM.The properties of themembranes，such as contact angle，tensile strength were investigated.It was found that high quality CeO2／PTFE composite membranes were obtained under the optimized magnetron sputtering：sputtering time of 120 s and magnetic sputtering power of 40W.The CeO2／PTFE compositemem?branes exhibited better comprehensive performance：favorable hydrophibility and tensile strength.In order to improve the performance of CeO2／PTFE composite membranes，CeO2／PTFE／Nafion composite membranes were prepared by Nafion casting.The properties of the compositemembrane such aswater uptake，ion conduc?tivity were investigated.The water uptake and ion conductivity of CeO2／PTFE／Nafion composite membranes were 30%，0.071 S／cm，respectively.

Polytetrafluoroethylene（PTFE）microporous membrane；Magnetron sputtering；Contact angle；Tensile strength

O632；O646

A

10.7503／cjcu20160282

（Ed.：S，Z，M）

?Supported by the National Natural Science Foundation of China（Nos.51303083，21206076）.

2016?04?25.

日期：2016?10?20.

國家自然科學基金（批準號：51303083，21206076）資助.

聯系人簡介：楊加志，男，博士，副教授，主要從事生物納米材料研究.E?mail：jiazhiyang@sina.com