高温质子导体因其具有特殊的质子导电功能，在固体氧化物燃料电池，气体传感器，有机物的氢化和脱氢，常压合成氨，氢的电解制备、分离和提纯等能源变换及薄膜反应器方面有着重要的应用价值和广泛的应用前景。自1981年Iwahara报道SrCeO₃基质子陶瓷以来，很多类似的钙钛矿结构的质子陶瓷相继被发现。1994年，Ishihara首次发现Sr²⁺和Mg²⁺掺杂的LaGaO₃基陶瓷在很宽的氧分压范围(1～10^-20atm)内几乎是纯的氧离子导体，成为较理想的中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）固体电解质候选材料之一。至今，有关LaGaO₃基陶瓷氧离子电导性的研究已有大量报道，但是，十多年来，人们的研究目光集中在LaGaO₃基固溶体的氧离子导电性能上，至今尚未见到LaGaO₃基陶瓷具有质子导电性的报道。此外，LaGaO₃基陶瓷的传统制备方法是固相法，但固相法制备的LaGaO₃基陶瓷常含有杂相，而采用湿化学合成法制备LaGaO₃基陶瓷是解决这一问题的有效途径。本研究以高温固相法、溶胶—凝胶法（Sol-Gel法）和微乳液法等方法合成了La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷，并用多种电化学方法研究了其离子导电性。粉末XRD结果表明，高温固相法合成的陶瓷样品存在少量杂相，而采用溶胶—凝胶法和微乳液法合成的陶瓷样品为单一斜方钙钛矿相结构。以三种方法制备的La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷样品为固体电解质，多孔性铂为电极，分别采用气体浓差电池、交流阻抗谱和电化学分子透过实验方法测定和研究了样品在600～1000℃下各气氛中的电导率、离子迁移数以及样品的离子导电性能；测定并比较了各样品的氢—空气燃料电池性能；以La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷为固体电解质，多孔性Ag-Pd为电极，成功地在常压条件下合成氨。研究取得的主要成果为：（1）采用三种方法合成了La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷，其中，首次将微乳液法应用于镓酸镧基陶瓷的合成，且成功地解决了固相法合成镓酸镧基陶瓷存在的杂相问题。（2）首次发现La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷在氢气气氛中具有优良的质子导电性能，其质子迁移数为1，1000℃时的质子电导率高达0.15 S·cm^-1，与目前被公认为最好的质子导体BaCeO₃基及Ba₃Ca_1.18Nb_1.82O_9-α陶瓷相当。（3）首次发现La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷在湿润空气气氛中是混合离子（质子+氧离子）导体。（4）发现La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷在干燥含氧气气氛中是纯的氧离子导体。（5）研究了三种方法合成样品的氢—空气燃料电池性能，结果发现，微乳液法制备样品在相同条件下具有最高的燃料电池输出性能。（6）首次以La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-α陶瓷为固体电解质，以N₂和H₂为原料，成功地进行了常压条件下合成氨，电化学透过质子的转化率在70％以上，氨的生成速率为2.37×10^-9mol·s^-1·cm^-2。