氢气是工业生产中的重要原料,同时它也是一种绿色环保、可再生的新型能源。但是,由于氢的活泼性自然界中没有游离的氢气,其主要通过煤化工以及石油加工而获得,难于直接获得纯氢。因此,氢气的分离纯化技术已经成为氢能应用中的关键技术。在各种氢气分离技术中,膜分离法是当前研究的热点,但是现有的氢气分离膜存在一些缺点,比如:钯膜造价昂贵,质子导体陶瓷膜使用温度高等。鉴于此,本论文开发了一种用于中低温氢气分离的质子-电子混合导电双相复合膜。首先,以聚醚醚酮（PEEK）为原料,用浓硫酸做磺化试剂制备不同磺化度的磺化聚醚醚酮（SPEEK）。主要研究了磺化温度和磺化时间对SPEEK磺化度和SPEEK膜性能的影响。结果表明:磺化温度越高,磺化速率越快,磺化时间越长,SPEEK的磺化度越大;在60℃下,磺化3～7 h后,SPEEK的磺化度在51.1%～85.4%之间,随着SPEEK磺化度的升高,SPEEK膜的吸水性和溶胀度提高,SPEEK膜的机械性能降低。依据这些性能,综合确定磺化度为72%的SPEEK作为复合膜的质子导电相。然后,以磺化度为72%的SPEEK作为质子导电相、以抗坏血酸还原后的还原氧化石墨烯（rGO）为电子导电相,采用流延联合溶剂挥发法制备SPEEK与rGO双相复合膜。主要考察了rGO掺杂量对SPEEK-rGO双相复合膜结构与透氢性能的影响。结果表明:rGO的掺杂改善了膜的机械强度,但是,随着rGO掺杂量的提高,导致其在膜内产生团聚现象;透氢结果显示掺杂3 wt%rGO的双相复合膜透氢性能最好,在300℃时,其氢气渗透速率为0.089 m L·min^-1·cm^-2;并且,在240℃下可以稳定运行100 h。通过在SPEEK-rGO双相复合膜中掺杂磷钨酸（HPW）,利用流延联合溶剂挥发法制备了致密的SPEEK-HPW-rGO复合膜,主要考察了HPW的掺杂量对复合膜结构和性能的影响。SEM和EDX表征结果表明,HPW在膜中呈现均匀分散状态;氢渗透性能测定表明,复合膜的氢气渗透速率随着HPW掺杂量的增大而增大;双相复合膜的氢气渗透速率也随着氢分压增大而增大;在300℃,掺杂50 wt%HPW的双相复合膜氢气渗透速率为0.15 m L·min^-1·cm^-2,并且,在240℃可以稳定运行120h。