质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）具有功率密度高、能量转换效率高、低温启动和无污染等优点。其中，质子交换膜（PEM）是质子交换膜燃料电池的核心部件之一，起到传导质子、分隔燃料和氧化剂的双重功能。但目前广泛使用的全氟磺酸质子交换膜的电导率十分依赖水，在高于100℃工作时，膜的失水会导致电导率的显著降低。为改善膜的保水性能，研究者们做了很多这方面的工作，其中通过无机纳米亲水粒子（SiO2，TiO2，ZrO2等）掺入全氟磺酸树脂内，是一个重要的方向。但这类方法容易导致膜的机械性能下降。本文通过向全氟磺酸树脂内添加具有一维孔道结构的坡缕石，以及SiO2修饰的碳纳米管，采用浇铸法制备复合质子交换膜，旨在提高质子交换膜的保水性能的同时增强膜的热机械性能，从而提高在高温下的质子电导率，改善电池的高温工作性能。坡缕石由于具有一维纳米孔道及较大的比面积，具有超强的吸水能力，从而有可能提高复合膜的含水率和保水性能。坡缕石呈一维棒状结构，TG、DSC、TMA等测试表明其能有效提高膜的玻璃化转变温度，增强了复合膜的热机械性能。水溶胀性能测试表明坡缕石能够提高复合膜的保水性并提高尺寸稳定性。交流阻抗测试表明复合膜的电导率得到提高，因此坡缕石的掺杂能有效增强复合膜的高温工作性能。其次，制备了纳米SiO2颗粒修饰碳纳米管，用于增强质子交换膜和提高膜的保水性能。纳米SiO2颗粒既提高了复合膜的保水性能，又能阻断碳纳米管与电子的接触，并由于复合膜中碳纳米管含量较少，未形成连续相，因此不会造成电子短路。DSC、TMA测试表明碳纳米管极大增强的复合膜的热机械性能。交流阻抗测试表明复合膜的电导率得到提高，因此SiO2—MCNTs的掺杂能有效增强复合膜的高温工作性能。