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高温质子导体(HTPC)由于其较为优异的电导性能,在众多领域,如固体氧化物燃料电池的电解质、透氢材料、氢气传感器等,有着广泛的应用前景。HTPC根据其结构的不同,主要分为钙钛矿结构HTPC和非钙钛矿结构HTPC.前者具有较高的电导率,但是在含有H2O或CO2的气氛中的稳定性较差,或者烧结性能较差；后者化学稳定性较好,但是电导率较低限制了其应用。本研究针对非钙钛矿结构普遍存在的电导率较低问题,以两种典型非钙钛矿HTPC LaNbO4和La27W5O55.5-δ为研究对象,通过采用一元和二元离子掺杂对其性能进行改性,并探讨离子掺杂的影响规律和机理。采用不同离子对LaNbO4的性能进行改进,系统研究低价、等价和高价离子掺杂对其性能的影响。结果发现具有低价的Zn离子能够显著改善LaNbO4的电导率,但是其在LaNbO4中的溶解度(lmol.%)较低,致使其对LaNbO4晶体结构的影响较小。过多的Zn将会在LaNbO4中产生第二相,致使LaNbO4的晶粒减小,电导率降低。采用具有+2/+3价离子的镧系元素Sm Gd Yb进行掺杂,能够在LaNbO4中引入少量的氧空位,进而提高其电导率,但是对LaNbO4的晶体结构及电导率的改进效果有限。主要价态为+6价的Mo离子在LaNbO4中不仅有较高的溶解度,同时对LaNbO4的晶体结构有重要影响。采用20mo1.%Mo掺杂的LaNbO4在室温下能够保持四方相,同时较高的电导率。但是由于Mo易于被还原,致使Mo掺杂的LaNbO4在还原气氛中的稳定性较差。研究了二元离子共掺杂LaNbO4的性能。结果发现Ca和Sm共掺杂能够提高LaNbO4的电导率和相转变温度,但随着Sm掺杂量的增加,LaNbO4的电导率降低,主要原因是其晶格常数随着Sm掺杂量增加而减小。Ce和Yb共掺杂能够增加LaNbO4的电子电导率和离子电导率,其性能与Ce和Yb的离子价态密切相关；Ce和Yb对LaNbO4的电导率的改进效果大致上随Ce和Yb掺杂量的增加而增加。采用M (M=Si、 Ti、 Zr, W)和Mo对LaNbO4进行掺杂,能够明显改善Mo掺杂LaNbO4在还原气氛中的稳定性,但是降低了其电导率。采用M (M=Si、 Ti、 Zr)和Mo共掺杂的方式能够显著提高Si、 Ti、Zr在LaNbO4中的溶解度,表明Mo对LaNbO4的晶体结构有重要的影响。分析表明,减少Mo含量,或者抑制Mo被还原,是二元离子共掺杂改善Mo掺杂LaNbO4在还原气氛中稳定性的主要原因。通过对La27W5Oss.s-δ和La27(W0.85Nb0.15)5O55.5-δ的吸水性和电导性质进行研究,发现Nb掺杂对La27W5O55.5-δ吸水性的影响较小,能明显提高La27W5O55.5-δ的氧离子和质子电导率,可能是由于Nb掺杂对La27W5O55.5-δ的本征晶体结构产生了影响。采用Mo掺杂能够显著提高La27(W0.85Nb0.15)5O55.5-δ在还原气氛中的电子电导率,但是对La27(W0.85Nb0.15)5O55.5-δ的晶体结构、吸水性和在氧化气氛中的电导率影响较小。经Mo掺杂后,La27(W0.8sNb0.15)5O55.5-δ的透氢性能也得到了较为明显地提升。高温质子导体La27(W0.55Nb0.15MO0.30)5O55.5-δ具有较为优异的透氢性能,但是其较缓慢的表面反应和较低的电子电导率是限制其透氢性能的主要因素。采用Pt作为表面催化剂,能够提高La27(W0.55Nb0.15Mo0.30)5O55.5-δ的透氢速率。能够传导电荷的外电路对La27(W0.55Nb0.l5MO0.30)5O55.5-δ的透氢性能也有重要的影响。