众所周知，固体电解质是一类重要的功能材料。它们在燃料电池，化学传感器，氢、氧气的电解制备、分离和提纯，分子泵，氮的氧化物消除器，硫化氢消除器，有机物的催化氢化和脱氢，核聚变反应堆废气中的重氢、超重氢等氢的同位素气体的回收利用，常压合成氨等方面具有十分重要的应用价值和广阔的应用前景。由于中温电化学装置兼有高温和低温电化学装置的许多优点，因而，寻求中温下工作的电解质材料成为开发这类中温电化学装置的关键。最近一种新型中温（100⁴00℃）质子导体—焦磷酸盐（AP2O7）引起了人们的极大兴趣。Kwon et al.等发现焦磷酸锡（SnP₂O₇）在中温下质子电导率高于10^-2S cm^-1且难溶于水、热稳定性也较高。王绍荣等研究了CeP2O7在50²50℃温度范围之内的电导率及燃料电池性能。做为家族成员之一的ZrP₂O₇及其离子掺杂化合物，至今其中温下的离子导电性、应用几乎还没有报道。本文通过固相法、共沉淀法分别合成了Zr_1-xM_xP₂O₇（M=In、Zn、Sc）单掺杂系列离子导体，对其进行了表征。结果表明该系列样品均为单一立方相结构。以该系列样品为固体电解质、多孔铂为电极，采用交流阻抗谱、同位素效应、气体浓差电池等方法研究了各样品在中温下的导电性能。至今尚未见到ZrP₂O₇及掺杂化合物做为电解质进行燃料电池性能的研究报道。本文研究了Zr_1-xIn_xP₂O₇系列样品的燃料电池性能。此外，ZrP₂O₇离子掺杂化合物的陶瓷还未见报道，本文还采用固相法、共沉淀法合成了Zn、Sc掺杂的ZrP2O7系列陶瓷样品，并用电化学方法测试了其离子导电性能。本论文的主要研究工作及结果如下：1、探索了ZrP₂O₇母体的合成条件，X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及交流阻抗测试结果表明，样品在本实验室条件下的最佳合成条件为：Pini/Sn为3.0,700℃烧结2h。2、以上述最优条件为合成路线，合成了Zr_1-xIn_xP₂O₇（x=0.03,0.06,0.09,0.12）系列样品。研究了样品在100³00℃时的电性能。研究发现，在100³00℃温度下样品的电导率受In³⁺掺杂影响：σ （x=0.03）<σ （x=0.12）<σ （x=0.06）<σ （x=0.09）；在100²50℃下湿润氢气气氛中各样品几乎是纯的离子导体，Zr_0.91In_0.09P₂O₇样品的燃料电池测试结果表明在175℃时最大输出功率密度为16.9mW·cm-2。表明x=0.09的样品是一个潜在的中温燃料电池的电解质材料。3、制备了Zr_1-xZn_xP₂O₇（x=0.00,0.03,0.06,0.10）系列电解质样品。XRD测试表明，Zr_1-xZn_xP₂O₇的掺杂限度为6mol%。掺杂离子浓度x对样品电导率有着显著的影响：σ （x=0.00）<σ （x=0.03）<σ （x=0.10）<σ （x=0.06）。x=0.06的样品在湿润H2气氛中600℃下，电导率达到最大值1.85×10^-4S·cm^-1，主要表现为质子导电，同时具有一定程度的氧离子导电。4、共沉淀法制备了Zr_1-xSc_xP₂O₇系列陶瓷样品，对其进行了XRD、SEM表征和电性能的研究。并对Zr_0.91Zn_0.06P₂O₇和Zr_0.91Sc_0.06P₂O₇两种方法制备的陶瓷样品进行了对比。