燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的发电装置，具有高效、清洁、能量密度高等优点而备受关注。质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是固体高分子膜为电解质，具有功率密度高、启动速度快、携带方便等特点，可作为手机、电脑等便携式电源，也可以作为汽车、小型电站等电源,被认为最具有前景的新型清洁能源。质子交换膜(PEM)是PEMFCs的核心部件，起到传质子、阻电子、隔燃料的作用。现阶段，PEMFCs所使用的膜主要为Nafion系列膜。但是Nafion膜需要液态水存在下才能导电，因而PEMFCs运行温度限制在80℃以下。而长时间加湿运行，影响了其机械稳定性和尺寸稳定性,当甲醇作为燃料时存在渗漏现象。离子液体具有蒸汽压低、导电性好、电位窗宽和熔点低等特点，在电导率和热稳定性方面能很好满足 PEMFCs的要求。但是离子液体是液态电解质，不能直接应用于质子交换膜燃料电池，必须选用固体负载离子液体制备复合膜。无机化合物 SiO2具有高的热稳定性，良好的孔结构，可以作为载体负载离子液体。但这类膜材料大多为玻璃膜，机械强度难以满足PEM要求。　　本研究主要内容包括：⑴以三氟甲基磺酸、N,N-二乙基甲胺为原料，通过直接法合成质子型离子液体N，N-二乙基甲胺-三氟甲基磺酸盐([dema][TfO])，其产率为96.7％。⑵以GPTMS、TEOS和磷酸三甲酯（PO(OCH3)3）为前驱体，掺入[dema][TfO]采用溶胶-凝胶技术，首次制备出柔软、透明且均匀的非玻璃复合膜，膜厚度约为0.1mm。⑶FT-IR结果表明，复合膜中氧化硅与离子液体之间并未形成新的化学键,是以分子间作用力结合的；N2吸附测试表明，复合膜材料为介孔结构，其平均孔径为15 nm，孔径随着离子液体的以及GPTMS含量的增加而增加。⑷热重-差热（TG/DSC）分析表明，膜材料在300℃以下有良好的热稳定性，离子液体的加入会使得材料的热稳定性增强，而新硅源GPTMS含量对于材料热稳定性影响不大。⑸电导率测试结果表明，离子液体是影响电导率的主要因素，在20℃到220℃区间随着离子液体加入量的增加，复合膜电导率相应的提高，尤其是60 wt%[dema][TfO]的复合膜在220℃无水条件下电导率达到了0.012 S/cm，有望成为中温、无水合条件下PEMFCs的质子交换膜。⑹以TEOS、甲基三甲氧基硅烷（MPTMS）和 PO(OCH3)3为前驱体，采用溶胶-凝胶法经掺入[dema][TfO]和1-乙基-3-甲基咪唑-双-三氟甲磺酸盐([EMI][TFSI])离子液体分别制备出两种复合膜。推测复合膜的质子传导可能遵循跳跃机制。