在实际应用过程中全氟磺酸树脂膜仍具有许多不尽人意的地方：1.高昂的价格大大阻碍了PEMFC的商业化进程。2.用于DMFC时，存在着严重的甲醇渗透问题。3.膜的质子导电性强烈依赖膜中水的含量，燃料电池尤其是便携式燃料电池在不加湿条件下操作时，膜的失水会引起质子电导率的显著下降，从而导致电池性能的明显下降。因此对全氟磺酸树脂膜的改性工作成为一项重要的研究课题。 本论文工作针对以上存在的问题，从阻醇和提高质子电导率两方面对全氟磺酸树脂膜进行改性，制备新型质子交换膜。主要工作包括以下几方面。 用磺化度为30％的磺化聚砜(SPSF)对全氟磺酸膜改性，制备了PFSA／SPSF复合膜。对制备的复合膜进了红外光谱、甲醇渗透率和质子电导率的性能表征，研究结果表明，PFSA／SPSF膜的含水率和水中溶胀性能都比PFSA膜小。SPSF含量为5％时复合膜表现出最好阻醇性能，SPSF中的芳香环具有很强憎水性，有效阻挡了极性分子甲醇的渗透。同时SPSF中含有导质子的磺酸基，因此用SPSF对PFSA膜改性后，复合膜的质子电导率稍微下降，SPSF5％膜在室温下水平方向的质子电导率是7.7×10-2S cm-1，而PFSA膜在相同条件下的质子电导率是O．11 S cm-1，二者相差不大。对SPSF5％和PFSA膜在70℃下的直接甲醇燃料电池性能做了测试，结果表明低电流密度下SPSF5％膜的电池性能优于PFSA膜，这主要是SPSF5％膜的阻醇性能起主导作用。用W03对PFSA膜改性，制备了具有动态导电效应的W03／PFSA复合膜，动态电导是指在电池工作过程中，复合膜中的W03形成导电的钨青铜，降低膜电阻而提高整体膜电极的电导率。对复合膜的形貌测试结果表明所制备的复合膜均匀而且致密，W元素均匀分布在整个膜中。热重实验表明用W03对PFSA膜改性后，不仅提高膜的含水率同时提高膜的热稳定性。复合膜在45℃无外增湿条件下的电池性能明显好于Nafion(R)112膜，现场交流阻抗技术跟踪检测电池电阻，发现在电池工作过程中复合膜的电阻比Nafion(R) 12膜有较大降低。与静态质子电导率相比，复合膜在电池工作过程中的动态质子电导率有明显提高，这主要是因为膜中WO3在电池工作过程中产生spill over效应，提高了复合膜的动态质子电导率。 采用原位聚合的方法，在Nation(R)112膜中化学聚合聚苯胺(PANI)。用0.1mol-L-1的(NH4)28208做氧化剂时，得到具有长链共轭结构的PANI，并且PANI主要聚合在膜的两侧。PANI／Nafion复合膜在低湿度下的质子电导率高于Nation(R)112膜，相应含水率测试结果表明复合膜的含水率低于Nafion(R)112膜，说明复合膜在低湿度条件下质子电导率的提高是膜自身质子电导率的提高，而不是膜的保水能力的提高所致。湿度降低后，复合膜中PANI起到传导质子的作用，降低了膜的质子电导率对水的依赖性。相应地电池在无外增湿系统下工作时，在温度超过45℃的失水情况下，复合膜的电池性能明显地好于Nation(R)112膜，即PANI／Nafion复合膜电池的工作适用范围拓宽了，这对燃料电池尤其是便携式燃料电池在无外增湿条件下操作应用时具有十分重要的意义。