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质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键材料之一，它不仅起着分隔阳极燃料和阴极氧化剂的作用，同时还起传导质子作用。本论文工作以提高膜的使用温度为目标，以聚醚醚酮为原材料，研究了新型质子交换膜材料的制备与性能表征。
采用浓硫酸作磺化剂，通过控制反应时间和温度，制得了不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)，磺化度范围为50-85％的SPEEK更易溶在N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)而没有残渣。
本文采用两种方法制备含锆盐的复合膜：直接混合法和溶胶共混法。直接混合法是将制备好的锆盐与有机物同时放在溶剂中搅拌均匀成膜；溶胶共混法是先在溶液中制备出锆盐，再向其中加入有机物和溶剂，搅拌至胶状再成膜。
采用直接混合法制备除磺化聚醚醚酮/磷酸氢锆(ZrP)和磺化聚醚醚酮/有机锆(氨基三甲基叉膦酸锆，ZrATMP)外，还有磺化聚醚醚酮/聚苯并咪唑、磺化聚醚醚酮/聚醚砜等复合膜。其中磺化聚醚醚酮/聚醚砜复合膜在110℃无明显溶胀现象，且在110℃，70％RH下，电导率可达0.13 S/cm。
掺杂锆盐的复合膜的制备方法，采用溶胶共混法比直接混合法更易成膜，且复合膜表面更加均匀。