聚合物电解质膜燃料电池是一种高效、清洁、能源可再生的新型能源。作为聚合物电解质膜燃料电池的核心部件,聚合物电解质膜能够起到分隔两极各自的燃料、传递阴阳离子以及绝缘电子等方面的作用,是燃料电池研究的重点和重心。当下已经商业化的主要是全氟磺酸膜,但它制备成本高,存在很多方面的问题。磷酸或氢氧化钾掺杂后的聚苯并咪唑（PBI）具备良好的力学性能,在热稳定性、化学稳定性以及耐高低湿等方面具有良好的表现,其成本也低得多,因而有良好的应用潜力和前景。本文从PBI分子结构的角度考虑,将聚（2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并双咪唑）（PIPD）制备成膜并研究其经酸掺杂改性后的性能表现;随后调整二酸的结构合成新的聚吡啶并咪唑聚合物,再经酸碱掺杂改性之后的聚合物膜进行相关性能测试。具体研究内容如下:1)合成2,3,5,6-四氨基吡啶盐酸盐（TAP·3HCl·H₂O）和2,5-二羟基对苯二甲酸（DHTA）两种单体,随后进行聚合反应制备PIPD。将得到的聚合物通过溶剂蒸干法制备成膜,经酸掺杂改性后制备得到磷酸掺杂PIPD聚合物膜。通过FT-IR、SEM、TG、拉伸测试以及芬顿实验分别对所得膜的分子结构、膜的内部结构、聚合物的热稳定性、力学性能和抗氧化性能进行了测试,结果显示所制备的聚合物膜具有良好的热稳定性和力学性能;最后对膜的质子传输率进行了测试。2)2,3,5,6-四氨基吡啶盐酸盐（TAP·3HCl·H₂O）与4,4′-二苯醚二羧酸通过直接溶液聚合法进行聚合得到聚合物聚吡啶并咪唑（PPI）。通过FT-IR对聚合物的分子结构进行表征,TG及DMA对聚合物的热性能进行表征,结果显示得到了设计的聚合物分子结构,且其具有良好的热性能和溶解性能。随后将膜进行酸掺杂改性制备成质子传输膜,并通过SEM、TG、拉伸测试、芬顿实验、掺杂度、水吸收率、溶胀度以及质子传输率等方面的性能测试探究膜在聚合物电解质膜方面的性能表现。3)将所制备的PPI聚合物膜进行氢氧化钾掺杂改性,制备阴离子传输膜。通过FT-IR表征了改性后的聚合物分子结构,并通过SEM-EDS、拉伸测试、耐碱性测试、接触角以及阴离子传输率等方面的性能测试来探索所制备的阴离子传输膜在碱性燃料电池中的性能表现和应用前景。