Il passe presque toute sa vie à collectionner les ouvrages sur les eaux minérales et à rassembler tous types de documents sur Montaigne: autographes, livres, gravures, portraits, bustes, etc[1]. La collection de livres, brochures, journaux, etc., concernant Montaigne, qu'il a réuni, se trouve à la Bibliothèque nationale[1].
Citons de lui: Notice bibliographique sur Montaigne (Paris, 1837,in-8), avec un premier supplément en 1837, un autre en 1860 Documents inédits ou peu connus sur Montaigne (Paris, 1847, in-8) ; Nouveaux documents... (Paris, 1850, in-8) ; Documents inédits sur Montaigne ; Ephémérides, lettres... (Paris, 1853, in-8) ; Recherches sur Montaigne (Paris, 1856, in-8) ; Note bibliographique sur Etienne de La Boétie (Paris, 1846) Notice bio-bibliographique sur La Boétie... (Paris, 1853, in-8) et d'autres brochures sur Montaigne, sur les eaux minérales, etc[1].
Il apporte son concours au Bulletin du Bibliophile, que le libraire-éditeur Joseph Techener avait fondé avec Charles Nodier en 1834.
Jean-François Payen meurt le dans sa ville natale[1].
