细菌纤维素(Bacterial Cellulose, BC)是一种由微生物发酵产生的天然高分子纳米材料,其化学本质是纤维素。相比于植物纤维素,细菌纤维素具有三维纳米网状结构、高机械强度、高结晶度、高化学纯度、低气体渗透性以及良好的生物相容性等特点,因此在许多领域具有良好的应用前景。细菌纤维素在燃料电池关键材料,包括催化剂、气体扩散层以及质子交换膜等上的应用正获得越来越多的关注。然而，上述研究主要偏向于前两者,而关于细菌纤维素制备质子交换膜的研究不够系统深入。因此,本课题从细菌纤维素出发,制备了多种细菌纤维素基质子交换复合膜并进行了评价。首先对两种来源的BC膜分别进行了扫描电镜、红外光谱、热失重性质、接触角、甲醇吸收率的分析评价,建立了气相色谱法测定纯BC膜的甲醇渗透率,从膜的厚度、渗透甲醇浓度、测试温度和BC膜的来源四个方面详细地对BC膜的阻醇性能作了比较研究。实验结果表明两种来源的BC膜均具有良好的三维网状结构,纤维直径大小均匀,具有良好的热稳定性,尤其红茶菌产生的BC膜具有更强的阻醇性能。此外,以真空冻干BC膜为基底,将其浸泡在不同浓度的Nafion溶液中,直至恢复凝胶状,经过热压、低温烘干、高温韧化等处理,得到一系列不同掺杂比例的BC-Nafion混合膜。分别考察了该系列复合膜的微观结构、红外吸收、热失重性质、吸水率和尺寸稳定性、质子传导率、甲醇渗透率、综合选择性等。结果证明Nafion比例越高各个吸收峰强度越大；混合膜具有两个玻璃化转变过程、良好的热稳定性(低于1200C)、较高的吸水率和质子传导率以及较低的甲醇渗透率；从而使得韧化处理后的掺杂混合膜具有高的选择性,比Nafion212膜更可能适合应用于直接甲醇燃料电池。鉴于红茶菌源BC膜的高阻醇性能,以该BC膜为基础,充分利用商品Nafion(?)膜的良好导电性,采用凝胶贴附法形成BC/Nafion/BC夹心复合膜,经过压制、低温烘干制备新型质子交换复合膜。本课题比较研究了不同夹心膜的扫描电镜、热失重性质、吸水率和尺寸稳定性、质子传导率、甲醇渗透率等性质。最后将合适的膜样品与催化剂、碳纸组装并热压形成膜电极(MEA),进而组装成单电池,进行直接甲醇燃料电池的发电性能测试。实验结果表明该夹心膜具有良好的结构稳定性以及热稳定性,良好的机械强度和柔韧性,合适的吸水率,较高的质子传导率,以及非常低的甲醇渗透率。以BC/Nafion212/BC夹心复合膜和Nafion212膜在室温下进行发电性能测试,分别可获得7.2mWcm-2和223.8mW cm-2的最大功率密度。