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本发明涉及一种氧化铈(CeO2)改性磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜及其制备方法。该交换膜的组成及其质量百分比：磺化度为30～95的SPEEK：88.5％～99.9％；CeO2粉末：0.1％～10％。本发明方法是以SPEEK为基体，稀土金属氧化物CeO2为填充相，制备出均匀混合制膜液。然后采用流延或压制成膜的方法，经干燥制备出无机－有机复合膜。本发明方法制备成本低，所制得的SPEEK/CeO2质子交换膜电导率高、阻醇性能好，在20℃～100℃下的电导率为0.75×10－2～2.50×10－1Scm－1。阻醇系数达到1.00×10－7～6.50×10－7cm2s－1。吸水率为10％～250％。