质子交换膜（PEM）是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的关键组件,它能隔开电池中燃料和氧化剂两极的气体,且又允许质子在膜内自由通过,起着质子传递的作用,对燃料电池的寿命和性能影响很大。因此,PEM的研究一直是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的研究热点。近年来,组装有特定功能的金属有机框架依然受到化学工作者的广泛关注,其中,金属有机框架的MOF材料凭借较好的热稳定性、结构可设计、孔腔可功能化修饰以及比表面积较大等特点,在许多领域呈现出诱人的发展前景,例如:光学材料、磁性、气体吸附和分离、多相催化和导电材料等等。而具有孔腔或带有亲质子基团的金属有机框架材料具有独特的结构和质子传输通道,在质子导电方面已经取得了一定的发展。把该类配合物引入质子交换膜的研究不仅使MOF材料向实际应用迈了一大步,而且为质子交换膜的改良提供了新的思路。本文按文献的方法合成了两个多孔的配合物:[Cr₃O（H₂O）₃（bdc）₃]（MIL-101）和[Cr₃O（H₂O）₃（STA）₃]·nH₂O（S-MIL-101）。用酸浸渍MIL-101的方法得到了H₂SO₄@MIL-101、H₃PO₄@MIL-101和CF₃-SO₃H@MIL-101。以壳聚糖（CS）为基质采用共混法和溶液浇铸法制得了一系列的复合质子交换膜。测试了所有膜的导电性,并对其进行了红外、热重、元素分析、扫描电镜和透射电镜等表征,最后对其质子传输机理进行了探究。本论文主要包括以下两部分:一、在溶剂热的条件下,采用刚性对苯二甲酸（Hbdc）和2-磺酸-对苯二甲酸钠盐（STSA）配体分别与金属盐Cr（NO₃）₃·9H₂O构筑了两个多孔的配位聚合物:[Cr₃O（H₂O）₃（bdc）₃]（MIL-101）（1）和[Cr₃（H₂O）₃（STA）₃]·nH₂O（S-MIL-101）（2）。通过XRD表征,证实所得产物与报道的结构一致,MIL-101和S-MIL-101具有相似的空间构型,即Cr₃+离子采取相同的配位方式。1和2结构的不同之处是S-MIL-101有许多游离的磺酸基。而后我们用共混法和溶液浇铸法制备了一系列复合质子交换膜:CS/MIL-101-X1和CS/S-MIL-101-X（X1,X分别代表加入MIL-101和S-MIL-101质量占总质量的百分率）。本文对制备的所有膜导电率进行了测试,通过实验结果知道:CS/MIL-101-X1和CS/S-MIL-101-X膜的导电率都比纯CS膜的高,尤其值得注意的是CS/S-MIL-101-4膜的导电率最高达到了0.064 S·cm–1,相同条件下比纯CS（0.029 S·cm–1）提高了120%。我们又对所有复合膜的热稳定性进行研究,借助各种表征手段推测出了这两种膜可能的质子传输机理。二、利用已合成的MIL-101配合物与难挥发性酸（H₂SO₄、H₃PO₄和CF₃-SO₃H）用酸浸渍的方法得到了H₂SO₄@MIL-101、H₃PO₄@MIL-101和CF₃-SO₃H@MIL-101。采用扫描电镜确定它们的基本形貌,通过XRD表征确定了用这三种酸处理后MIL-101仍能保持结构的稳定。而后我们用同样的方法制得了三种类型的复合质子交换膜:CS/H₂SO₄@MIL-101-X、CS/H₃PO₄@MIL-101-X和CS/CF₃-SO₃H@MIL-101-X,其中X（X=1,2,4,6,8,10,12,14,16）代表分别加入H₂SO₄@MIL-101、H₃PO₄@MIL-101和CF₃-SO₃H@MIL-101三种配合物质量占总质量的百分率。有趣的是,所有复合膜的质子导电率都有明显提高,尤其在100oC、100%RH条件下,导电率达到了0.095 S·cm-1（比纯的CS膜提高227%）。最后对复合膜的质子传输机理进行了研究。