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质子交换膜（PEM）作为甲醇燃料电池的“心脏”，直接决定电池运行功率的高低。如何改善质子传导与甲醇阻隔之间的Trade-off效应仍然是制约高性能PEMs制备的关键。针对这一问题，论文通过对不同磺化度磺化聚醚砜（SPES）纳米纤维的优化，利用静电纺丝技术成功构建多级结构的MOFs纳米纤维（UiO-66-NH2锚固SPES复合纳米纤维，SPES@ZIF-8复合纳米纤维，MIL-53(Al)-NH2纤维），揭示各结构MOFs纳米纤维在调控复合质子交换膜界面结构及质子传输通道结构中的作用机制，旨在实现质子传导及甲醇阻隔同步提升的高性能复合质子交换膜的制备，主要研究内容如下：
（1）通过调控纺丝液浓度，纺丝电压，接收距离，确定静电纺SPES纳米纤维的最佳纺丝工艺，着重探究不同磺化度下SPES纳米纤维/Nafion复合膜的吸水率、溶胀率、质子传导率以及甲醇渗透率，确定SPES最佳磺化度，为后期SPES在构筑MOFs纳米纤维复合质子交换膜提供基础。
（2）基于共混静电纺丝技术构筑具有3D连通网络结构的UiO-66-NH2锚固SPES复合纳米纤维（UiO-66-NH2@NFs）。得益于结构优势及酸碱对（?SO3H…?NH2）作用，纤维与基体界面相容性增强，甲醇渗透率降至7.54cm2s-1。同时，UiO-66-NH2@NFs/Nafion复合膜中传递位点增多，质子传导率提升至0.270S cm-1（80℃，100%RH），单电池最大功率密度可达到95.490mW cm-2。
（3）以静电纺SPES纳米纤维为模板，构筑表面负载有ZIF-8的复合SPES纳米纤维（ZSNFs）。由于ZIF-8的“桥接”作用，复合膜各界面间结合紧密，进一步提高对甲醇的阻隔，ZSNFs/Nafion复合膜地甲醇渗透率降低至3.03×10-7cm2s-1。同时界面酸碱（?SO3H…Hmim）对可提供丰富的传递位点，质子传导率可达0.265S cm-1（80℃,100％RH）。复合膜最大功率密度达116.50mW cm-2。
（4）以静电溶喷Al2O3纳米纤维为金属源与配体（H2BDC-NH2）反应，无需聚合物模板，制备具有超高比表面积的MIL-53(Al)-NH2纤维（MNFs）。进一步扩大了纤维状MOFs在复合膜中的作用，MNFs的亲水性，长程连续结构以及质子载体（-NH2基团）的存在，为质子传递提供传递位点及连续传递通道。以价格低廉的SPES为基体构筑得到的MNFs@SPES复合膜，其质子传导率及甲醇阻隔率得到同步提升，为低成本、高性能PEMs的制备提供新思路。
（1）通过调控纺丝液浓度，纺丝电压，接收距离，确定静电纺SPES纳米纤维的最佳纺丝工艺，着重探究不同磺化度下SPES纳米纤维/Nafion复合膜的吸水率、溶胀率、质子传导率以及甲醇渗透率，确定SPES最佳磺化度，为后期SPES在构筑MOFs纳米纤维复合质子交换膜提供基础。
（2）基于共混静电纺丝技术构筑具有3D连通网络结构的UiO-66-NH2锚固SPES复合纳米纤维（UiO-66-NH2@NFs）。得益于结构优势及酸碱对（?SO3H…?NH2）作用，纤维与基体界面相容性增强，甲醇渗透率降至7.54cm2s-1。同时，UiO-66-NH2@NFs/Nafion复合膜中传递位点增多，质子传导率提升至0.270S cm-1（80℃，100%RH），单电池最大功率密度可达到95.490mW cm-2。
（3）以静电纺SPES纳米纤维为模板，构筑表面负载有ZIF-8的复合SPES纳米纤维（ZSNFs）。由于ZIF-8的“桥接”作用，复合膜各界面间结合紧密，进一步提高对甲醇的阻隔，ZSNFs/Nafion复合膜地甲醇渗透率降低至3.03×10-7cm2s-1。同时界面酸碱（?SO3H…Hmim）对可提供丰富的传递位点，质子传导率可达0.265S cm-1（80℃,100％RH）。复合膜最大功率密度达116.50mW cm-2。
（4）以静电溶喷Al2O3纳米纤维为金属源与配体（H2BDC-NH2）反应，无需聚合物模板，制备具有超高比表面积的MIL-53(Al)-NH2纤维（MNFs）。进一步扩大了纤维状MOFs在复合膜中的作用，MNFs的亲水性，长程连续结构以及质子载体（-NH2基团）的存在，为质子传递提供传递位点及连续传递通道。以价格低廉的SPES为基体构筑得到的MNFs@SPES复合膜，其质子传导率及甲醇阻隔率得到同步提升，为低成本、高性能PEMs的制备提供新思路。