阴离子交换膜作为碱性燃料电池(AFCs)的核心组成之一,仍然面临如离子传导率低以及碱稳定性差等问题,从而阻碍了碱性燃料电池的商业化应用。本研究从提高氢氧根离子传导率和碱稳定性出发,设计、制备了三个负载咪唑鎓离子的AEMs,具体如下:1.带空间位阻聚苯并咪唑鎓阴离子交换膜的研究。以联苯甲酰为初始原料,经过简单的三步反应,合成并表征了带有空间位阻的4’-己基-5’-辛基-[1,1’,2’,1"-三联苯]-3’,6’-二羧酸二乙酯(HOTP)单体。在微波条件下与不同比例的间苯二甲酸、联苯四胺共聚,用碘代正丁烷季铵化后,制备得到了一系列新型聚苯并咪唑鎓阴离子交换膜。对膜材料进行离子传导率、水吸收率、溶胀比、离子交换容量和碱稳定性等测试表明,mPBI-HOTP-20%-(n-Bu)聚苯并咪唑鎓碱性膜的IEC为1.98 mmol·g-1,在80℃时离子传导率为35.35 mS·cm-1。膜的碱稳定性测试表明,在60℃下用1 MNaOH溶液中浸泡1440 h后,其离子传导率降低11%,IEC下降10%,显示出较好的耐碱稳定性。2.带空间位阻咪唑鎓功能化聚氯乙烯碱性膜研究。利用简单的一步反应,制备、表征了 1-丁基-2-(2,6-二甲基苯基)-4,5-二苯基-1H-咪唑(BPIM)。不同比例的BPIM与聚氯乙烯反应,制备出一系列的PVC-BPIM-x阴离子交换膜。碱性膜的离子传导率有较大提高,在30℃时,PVC-BPIM-x 系列膜的 OH-传导率为 34.45-39.67 mS·cm-1,而在80℃时,PVC-BPIM-x系列膜的OH-传导率为92.84至97.10 mS·cm-1。膜的耐碱性实验表明,当PVC-BPIM-20%膜浸泡在1 M NaOH溶液中于60℃下1320 h后,传导率降低了约57.47%左右。3.带空间位阻咪唑鎓功能化聚乙烯醇碱性膜研究。使用1,5-二溴戊烷对BPIM进行季铵化得到BPIM-(CH2)5-Br,再将其以一定比例接枝在聚乙烯醇骨架上并进行交联,所得到的PVA-BPIM-(CH2)5-x膜材料具有较好的热稳定性和拉伸性能。在80℃时的PVA-BPIM-(CH2)5-35%膜的离子传导率最大,达到了 69.27 mS·cm-1。碱稳定性实验发现PVA-BPIM-(CH2)5-35%膜在 1 M NaOH 水溶液中于 60℃下浸泡 720 h后,OH-传导率仅降低了 15%左右,显示出较好的耐碱稳定性。