固态质子导电材料在质子交换膜燃料电池（PEMFC）、电化学传感器、氢传感器等很多领域有着广泛的应用,新型高效、稳定的质子传导材料设计和开发已成为当今学术界广泛关注的研究课题。本文利用Keggin型多金属氧酸盐的结构特点及性能优势,设计合成了系列新型多酸基杂化材料,深入研究了它们的质子传导性能及机理,主要创新点如下:1、在介孔分子筛（SBA-15）一维孔道内,通过构筑基于多酸的酸碱加合物获得了在宽温度（-40-85℃）范围具有高质子导电性能的新材料（HPW-HSN@SBA-15）。几乎所有的质子传导性材料在寒冷环境下（＜0℃）都显示出较低的电导率,这极大地限制了它们在寒冷地区的应用。设计合成在零以下到中等温度（如:-40～85°C）范围具有高质子传导率的新材料具有理论和实际意义。我们在SBA-15的一维通道中,利用Keggin型杂多钨磷酸（HPW）和氨基乙磺酸（HSN）能够自组装形成酸碱加合物,丰富了质子源和质子跳跃位点,该材料在宽的温度范围（-40-85℃）具有良好的质子导电性。实验结果与我们预期的一致,HPW-HSN@SBA-15在85℃,相对湿度97%时,电导率可达0.16 S cm-1,而在-40℃时电导率可达6.8×10-5S cm–1,这是目前报道的为数不多的具有低温质子电导性能较好的。2、制备了具有较高质子导电性能的多酸与聚乙烯亚胺的复合膜（e HPW-PEI）。聚乙烯亚胺（PEI）是具有高柔性的、支链带有胺基（-NH-、-NH2）的高分子聚合物,与多酸通过氢键作用形成柔性复合物,可加工性强。聚乙烯亚胺支链上高密度的胺基使其具有强的捕获和释放质子的能力,可以协载质子通过链段运动加速质子传递,类似于质子扶梯。选择固体强酸HPW作为质子供体,PEI作为质子受体,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为粘合剂通过静电纺丝技术获得了均匀的多酸与聚乙烯亚胺的复合膜（e HPW-PEI）。HPW和PEI分子间强氢键作用增强了复合膜的稳定性。在85°C和60%相对湿度下,含有25wt%HPW的e HPW-PEI膜的质子电导率达到3.7×10-3S cm-1,在135°C时仍可达到1.6×10-3S cm-1。3、将可发生相变的多酸基酸碱加合物组装到MOF孔道中,获得了高温环境下（＞100℃）仍具有良好质子导电性能的新材料（HPW-SA@MIL-101）。晶态质子导电材料的导电率受晶界电阻影响较大,消除晶界电阻是提高质子导电材料电导率的可行策略。Keggin型杂多钨磷酸（HPW）与氨基磺酸（SA）形成的酸碱加合物有较高的电导率,在160°C时发生可逆的相变（固-液）。将HPW与SA自组装到MIL-101孔道中形成酸碱加合物,利用其相变可以获得在高温环境下具有高质子传导性能的新材料（HPW-SA@MIL-101）。HPW-SA@MIL-101在高温（＞160℃）环境下的质子导电率高出担载HPW的MIL-101样品近两个数量级,在190℃的高温条件下质子电导率可达1.1×10-3S cm-1。HPW-SA在高温环境下的固-液相转变有效地消除了其作为无机质子导电材料的晶界电阻,提高了材料的使用温度范围。