在能源危机已初见端倪的当今世界,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的研究与应用已越来越受到各国政府、科研院所和大公司的重视,其中杜邦公司的Nafion-无机物复合质子交换膜(PEM)最为成熟,但是由于其价格太高(8000US$/m2),甲醇渗透率较高,并且在高温下易失水、导致性能下降,所以并不适合大规模商业化应用。在本文中,我们使用具有高吸水性和离子交换能力的磷钨酸(PWA)作为掺杂剂,并且添加铝溶胶作为磷钨酸的绝缘分散剂来提高磷钨酸的利用率,以高亲水性的聚乙烯醇作为基底,制备出了具有高含水率和离子交换率(IEC)的质子交换膜,并通过添加交联剂,提高了薄膜的高温机械强度和抗溶性。本文采用溶胶-凝胶法制备初始混合溶液,并通过在有机玻璃板上铺展溶液干燥成膜的方法制备出相应的PWA/Al2O3/PVA复合膜。XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC等分析方法被用来对合成复合膜进行表征和分析,对制备的复合质子交换膜进行离子交换能力含水率的测试,最后进行了拉伸测试。实验结果表明,通过控制磷钨酸、铝溶胶、和聚乙烯醇溶液的添加步骤和含量,可以获得均匀的凝胶,使得制得的薄膜非常的均匀致密,在SEM图中可以看到添加剂的结晶颗粒细小均匀的分散在有机物的基底上,在掺杂量较低时(<20%wt),薄膜的含水率达到最大(160%),溶胀率也达到最大(84%),这时膜的抗拉强度和延伸率都有提高。薄膜的质子交换率也随着PWA含量的提高而增加,在其含量达到40%wt时该值最大(≈H+0.804mmol/g),之后不再增加,这是由于PWA的团聚和从薄膜上剥落。综上述性能,相对低含量(≈20%wt)磷钨酸的复合质子交换膜会具有较好的综合性能