质子交换膜是燃料电池核心材料。迄今,燃料电池所用质子交换膜主要是美国杜邦公司的聚合物质子交换膜（Nafion?膜）,它具有质子电导率高和化学稳定性好的优点。但是,在燃料电池所要求的高湿度工作条件下,聚合物质子交换膜易发生溶胀变形,导致燃料的渗透并继而降低燃料电池的整体效率,这对以甲醇为燃料的直接甲醇燃料电池（DMFC）而言,影响尤为明显。与此对应,无机质子交换膜具有成本低及尺寸稳定性高的特点,因而可望成为聚合物质子交换膜的替代。本文合成了具有有机/无机/有机三明治结构的超薄、柔性、自支撑的质子交换膜。通过牺牲层溶解与旋转涂膜工艺,制备了厚度为500nm的三明治结构Polyethylenimine（PEI）- Poly（o-cresyl glycidyl ether）-co-formaldehyde （PCGF）/P2O5-SiO₂/PEI-PCGF复合质子交换膜,其质子传导率为10-5Scm^-1。并且,合成了超薄、柔性、自支撑的Nafion/P2O5-SiO₂/Nafion复合质子交换膜,Nafion/P2O5-SiO₂/Nafion复合薄膜拥有高的质子传导能力(7.6×10-4Scm^-1)和极低的甲醇渗透性(1×10-8cm²s^-1)。本文对中温质子交换膜做了初步研究。通过旋转涂膜法制备了厚度为800nm的CsH2PO4/SiO₂无机复合质子交换膜,测试了其在80-260℃温度区间的质子传导率和面阻值,并且在160℃,质子传导面阻达到最小值,为0.1Ωcm²。本文采用溶胶?凝胶法,通过加入不同的非离子型表面活性剂作为模板,制备了微孔和介孔结构的二氧化硅干凝胶。研究了二氧化硅凝胶的孔结构与水气吸附特性之间的关系。发现微孔结构的二氧化硅干凝胶,具有燃料电池质子交换膜所期待的高保水特性。