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含二氮杂萘酮结构的聚醚酮（PPEK）是一种全新的高性能聚合物，具有优良的机械性能、热稳定性、化学稳定性和抗氧化性能。本论文目的是通过对PPEK磺化、氯甲基化/季铵化，以及将磺化PPEK与无机粒子如磷钨酸（PWA）、磷酸氢锆（ZrP）和硫酸氢铯（CS）掺杂等方法对PPEK进行改性。研究了燃料电池用聚电解质膜制备及其结构与性能的关系。首先，将PPEK在80～100℃的浓硫酸或氯磺酸和浓硫酸混合液中磺化，制备了磺化PPEK（SPPEK）膜，红外光谱、核磁共振谱和X-射线能量色散谱分析表明磺酸基团被成功引入PPEK分子主链。优化的PPEK磺化反应条件是：5g PPEK溶解于70ml浓硫酸和10ml氯磺酸溶液中，在90℃下反应3h。由SPPEK制备的SPPEK膜具有良好的阻甲醇渗透性，渗透系数为1.07×10-7cm2/s，比Nafion117膜的甲醇渗透率(2.38×10-6cm2/s)低20倍以上；SPPEK膜质子传导率在95℃时最大，为3.12×10-2S/cm，基本满足聚电解质膜燃料电池的应用要求。其次，SPPEK与PWA掺杂所制备的PWA/SPPEK杂化膜热性能和机械性能未因磷钨酸粒子的引入而明显劣化，PWA含量为10wt％的PWA/SPPEK杂化膜（MP10）具有良好的阻甲醇渗透性，渗透系数为1.02×10-7cm2/s，比Nafion117膜的甲醇渗透率低20倍以上，MP10质子传导率在80℃时具有最大值0.17S/cm，高于Nafion117膜的0.11S/cm。溶胀-浸渍法制备的α-ZrP/SPPEK杂化膜（Mz5）和直接混合法制备的α-ZrP/SPPEK杂化膜（Mz10）的甲醇渗透系数分为1.52×10-7cm2/s和1.74×10-7cm2/s，杂化膜Mz5的质子传导率比Mz10高一倍以上，Mz5和Mz10膜的质子传导率在95℃时最高，分别为7.65×10-2S/cm和3.26×10-2S/cm。同时研究还发现，硫酸氢铯的引入对SPPEK杂化膜性能有负面影响，硫酸氢铯含量为10％的CS/SPPEK杂化膜甲醇渗透系数力1.40×10-7cm2/s，质子传导率最大为2.25×10-2S/cm，这两种性能都比SPPEK相应的性能差。最后，由氯甲基化/季铵化改性的PPEK得到的碱性QPPEK膜甲醇渗透系数为7.21×10-7cm2/s，比Nafion117膜的甲醇渗透系数低3倍，阴离子传导率最大为1.14×10-2S/cm，基本满足低温碱性聚电解质膜燃料电池的工作需要。