如今,能源资源紧缺、生态环境问题备受关注。质子交换膜燃料电池具有运行效率高、零排放、零污染等优点,是21世纪首选的清洁能源之一。全氟磺酸型质子交换膜的燃料渗透率居高不下,成本高昂,因此本文选择价格实惠性能稳定的磺化聚芳醚砜和聚醚砜（SPAES/PES）作为基础聚合物材料。本文成功合成了三种膜材料并进行测试分析,分别为:不同磺化度的SPAES/PES微孔膜;以此作为基膜,在孔道内填充高磺化度聚合物（SPAES-50）得到一系列填充型质子交换膜;将不同质量分数的TiO₂掺杂入性能最优的微孔膜后再填充SPAES-50得到一系列复合膜。实验结果表明SPAES/PES微孔膜热稳定性、尺寸稳定性等物化性能良好,微孔膜在低IEC条件下显示了较高的电导率水平,如S30-40（IEC=0.39 mmol/g）在30℃和90℃时,电导率分别达到16.0 mS/cm及32.1 mS/cm,经芬顿试剂处理后（3%H₂O₂,20 mg/L FeSO₄,80℃,1 h）膜的失重率均小于0.2%,S30系列微孔膜的甲醇透过率相对较低,同时微孔膜显示了良好的高温水解稳定性,S30-40膜经反应釜中水解处理（140℃,24h）,质量损失仅为1.7%,适合作为填充改性的前驱体。利用真空抽滤的方式将SPAES50-DMF/水溶液（2/1）作为填充液对微孔膜进行填充,与非填充膜相比,填充膜具有更高的IEC及电导率,更低的甲醇透过率,维持了很高的水解稳定性和抗氧化稳定性。S30-40+F50填充型质子交换膜的性能最佳:滴定IEC值为0.69 mmol/g,90℃时电导率达到50.4 mS/cm;高温水解24 h后的失重率仅为8.2%,电导率保持91%;经Fenton试剂（3%H₂O₂,20 mg/L FeSO₄,80℃,1 h）处理后失重率0.66%;甲醇透过率仅6.8×10^-8 cm²/s,远低于Nafion112。将TiO₂掺杂入性能最佳的S30-40基膜后再进行填充得到的复合膜,进一步提高了质子交换膜的总体性能。掺杂量在2wt%时,质子电导率在30℃和90℃时分别达到71.7 mS/cm和97.6 mS/cm,掺杂量为2.5 wt%时复合膜的甲醇透过率下降至1.51×10^-8 cm²/s,很好地解决了燃料电池应用中燃料气泄露的问题,除了表现出较高导电率、低渗透率外,本系列膜延续了优秀的物化稳定性,测试后的质量损失维持在较低的水平,与前期工作相比,取得了较大的提高。填充改性和掺杂填充共改性能够有效改善磺化芳香族电解质膜的各项物理化学性能,使膜的耐久性优异,适合长时间的电池运行条件,通过进一步的优化,有望在燃料电池中得到广泛应用。