质子交换膜的甲醇透过率高是限制直接甲醇燃料电池性能提升的瓶颈，它直接导致电池燃料利用率降低和电池因产生混合单位导致的性能低下、以及电池催化剂中毒等问题，因此抑制甲醇透过是实现直接甲醇燃料电池高性能和实用化的关键。本文考察了目前有潜力的阻醇性质子交换膜，深入研究其表面化学、微相结构和质子传导机理，通过对质子交换膜修饰及结构调整，有效提升了阻醇膜的综合性能，主要研究内容和创新如下：　　 1.Nafion聚合物修饰聚乙烯醇壳聚糖复合膜制备低甲醇透过质子交换膜针对甲醇透过率高的问题，我们采用低甲醇透过的聚乙烯醇壳聚糖复合膜作为载体，以Nafion聚合物作为填充聚合物，制得一种类似于孔填充的复合膜。通过这种方式，可以有效的利用聚乙烯醇壳聚糖复合膜较低的甲醇透过率，以及填充的聚合物(全氟磺酸离子)良好的质子传导能力。聚阴离子(聚四氟乙烯磺酸根)和聚阳离子(壳聚糖阳离子)之间的静电相互作用能够将聚四氟乙烯磺酸根紧密固定于载体上，并渗入到载体内部。同时，调节聚乙烯醇和壳聚糖的比例对基质膜结构的调整可以对修饰效果进行调节，实现膜的综合性能最优化。　　 2.纳米结构修饰制备磺化聚醚醚酮阻醇性质子交换膜作为替代Nafion膜最有潜力之一的磺化聚醚醚酮，通过对膜内部纳米结构的控制使之形成球粒结构，成功提高了低磺化度磺化聚醚醚酮膜的质子传导率，制备了低甲醇透过的磺化聚醚醚酮质子交换膜。采用水诱导相转变法对磺化聚醚醚酮(sPEEK)进行结构控制，利用制膜液中的溶剂与水的相溶性，在成膜过程中，诱导膜内的溶剂向环境中扩散、环境中的水分向制膜液中溶解而使膜内发生微观相分离，进而形成微观的球粒结构，同时由于聚合物主链上磺酸根的亲水性将会导致磺酸根趋向于在球粒表面聚集，形成传导质子的孔道，达到低醇透过条件下提高质子传导率的目的。　　 3.有机硅烷材料对Nafion膜进行表面修饰制备超低甲醇透过质子交换膜针对Nafion膜水溶液中溶胀的特性导致甲醇透过率高的问题，利用有机硅烷的机械性能稳定性和质子传导性好的特性，采用硫酸水解的有机硅烷对Nafion膜进行表面修饰，制备了硅-Nafion复合膜，实验通过3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和硫磺酸在Nafion膜表面进行溶胶凝胶反应，将有机硅烷修饰在Nafion膜的表面。利用有机硅烷稳定的机械性能对Nafion膜的溶胀性进行抑制进而抑制其甲醇透过性能。更重要的是当有机硅-Nafion复合膜的质子传导率保持在广泛认可的可实用范围内(0.0183S cm-1)时，膜的甲醇透过率低至不能被检测出。