混合质子—电子导体透氢膜是一种同时具备质子电导率和电子电导率的致密陶瓷膜,理论上其对氢气的选择性可以达到100%。为满足实际工业的需求,混合质子—电子导体透氢膜需要具有良好的透氢性能和稳定性。目前常采用金属离子掺杂或构筑双相膜的手段改善透氢膜性能,但透氢量仍然较低,稳定性较差。本论文以改善透氢膜的透氢性能和稳定性为目的,采用非金属离子对透氢膜进行掺杂,探讨非金属离子对透氢膜晶体结构、电导率、透氢性能和稳定性的影响。最后,为进一步提高钙钛矿型氧化物的透氢性能,本文构筑金属—氧化物双相膜,并研究其透氢性能和稳定性。首先,采用固相球磨法制备了不同含量非金属磷离子掺杂的钨酸镧型氧化物La_5.5W_1-xP_xO_11.25-δ（x=0、0.1、0.2、0.3）粉体,烧结成致密片状膜后,考察了膜片的相结构以及相应的透氢性能。经相结构分析,这一系列氧化物在1550℃烧结致密后均能呈现单一的立方相结构。在透氢测试中,磷离子掺杂后膜片的透氢量相比未掺杂膜片的透氢量均有所提高。其次,选择钼掺杂钨酸镧型氧化物为研究材料,对其进行了非金属磷离子掺杂,制备了La_5.5W_0.6Mo_0.4-xP_xO_11.25-δ（LWMPx）（x=0、0.05、0.1、0.2）透氢膜,研究了非金属磷离子对材料电导率、透氢性能和稳定性的影响。结果表明,LWMP0.025膜的电导率和透氢量都得到了改善。在透氢测试中,1000℃时其透氢量达到0.127 mL min^-1 cm^-2。此外,在950℃下50小时透氢测试中,LWMP0.05膜透氢量的衰减趋势相较LWM透氢量的衰减更加缓慢,说明高温下掺杂磷离子能抑制钼离子挥发。接着,在钙钛矿型氧化物BaCe_0.5Fe_0.5O_3-δ的氧位中掺杂非金属氟离子,制备了BaCe_0.5Fe_0.5O_3-δF_x（x=0、0.025、0.05、0.1）粉体并烧结成致密膜。结果表明,氟离子掺杂对氧化物中BaCeO₃和BaFeO₃两相的含量、氧化物中Fe元素的价态以及晶格氧的结合能等均有影响。此外,还研究了相应膜的透氢性能,发现氟离子掺杂后透氢膜的透量都有所提高。在1000℃以及吹扫侧通入湿润气氛的条件下,BaCe_0.5Fe_0.5O_3-δF_0.025膜片的透氢量高达1.85 mL min^-1 cm^-2。最后,为进一步提高钙钛矿型氧化物BaCe_0.85Fe_0.15O_3-δ的电子电导率,引入金属镍作为电子电导相,构筑了金属—陶瓷双相膜Ni-BaCe_0.85Fe_0.15O_3-δ,研究了双相膜的微观形貌和元素分布情况,考察了温度、干湿气氛以及进料侧氢气分压对双相膜透氢量的影响,并进行了透氢量稳定性测试。实验结果表明,在1000℃和两侧干燥气氛下该双相膜的透氢量可以达到0.325 mL min^-1 cm^-2,是同条件下单相陶瓷膜透氢量的四倍。在850℃下,Ni-BaCe_0.85Fe_0.15O_3-δ的透氢量在50小时测试中能维持稳定在0.19 mL min^-1 cm^-2。