以磺化聚苯醚(SPPO)为聚合物基质，掺杂入磷酸/二氧化硅溶胶，采用溶液浇铸的方法制备了新型燃料电池用复合质子交换膜。在论文实施过程中，优化了聚苯醚的磺化条件，探索了磷酸/二氧化硅溶胶的制备方法，并对复合膜的相关性能进行了表征，探讨了将复合膜应用于质子交换膜燃料电池(包括直接甲醇燃料电池)的可能性。 选择氯磺酸为磺化试剂、氯仿为溶剂对PPO进行了磺化，分别从磺化剂的用量、磺化反应时间、磺化反应温度、磺化剂滴加速度及搅拌速度等方面对磺化反应进行了优化。采用傅立叶红外(FT-IR)和氢核磁共振(1HNMR)对磺化产物进行了表征，证实成功实现了聚苯醚的磺化改性。在FT-IR图谱中，1070cm-1和635cm-1波数处新增两峰，分别归属于磺酸基团O=S=O和C-S键的对称伸缩振动；在1HNMR图中，由于磺酸基团的存在，其强烈的诱导作用使得相邻苯环氢位移向低场移动。用电导滴定的方法确定了SPPO的离子交换容量(IEC)值。使用正硅酸乙酯为前驱体，异丙醇为溶剂，盐酸水溶液为催化剂，在磷酸存在下，通过溶胶－凝胶法制备了磷酸/二氧化硅溶胶。透射电镜(TEM)照片显示了不同搅拌时间磷酸/二氧化硅溶胶的形态，从而确定最终反应时间。采用磷魔角旋转核磁共振(31pMAS-NMR)表征了磷酸/二氧化硅凝胶在复合膜中的存在形式。 分别从热稳定性、尺寸稳定性、氧化稳定性、力学性能、亲水性、吸水率、微观结构、表面形貌、电导率和甲醇渗透率等方面对复合膜的性能进行了全面的表征。热重分析法(TGA)和示差扫描量热法(DSC)结果表明，复合膜具有优异的热稳定性；拉伸强度测试表明，复合膜具有足够的拉伸强度应用于燃料电池的工作环境；较低的接触角值显示出复合膜很好的亲水性；高温吸水率的测试显示出复合膜很强的吸水和滞水能力；X-射线衍射(XRD)证实了复合膜的无序结构；在室温水合状态下，复合膜具有和Nafion112可比拟，甚至更高的电导率。与此同时，复合膜还表现出良好的尺寸稳定性和氧化稳定性。以上表征结果说明，磷酸/二氧化硅凝胶掺杂SPPO复合质子交换膜具有优异的综合性能，有望替代全氟磺酸膜应用于质子交换膜燃料电池中。SPPO-2.83-1.5系列复合膜的阻醇性能优于Nafion112膜，其在室温下的甲醇渗透率值均低于Nafion112膜。对复合膜应用于直接甲醇燃料电池可行性的初步探讨结果显示：复合膜较Nafion112膜更加适合应用于直接甲醇燃料电池中。