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由于具有高的质子传导能力和比非氟聚合物好的化学和电化学耐久性，以Nafion膜为代表的全氟磺酸膜仍是现阶段质子交换膜燃料电池首选的质子交换膜材料。但工作温度超过80℃后，水分的蒸发导致Nafion膜质子导电能力大幅度下降。而低温操作使燃料电池在运行中面临水、热管理困难，电极催化剂Pt易受CO毒化等技术问题，故发展能在100℃以上应用的改性Nafion复合膜具有重要的潜在应用价值。 自组装技术在制备质子交换膜方面的研究才刚刚起步，目前已有的研究主要集中在改善Nafion膜的阻醇性能，对将自组装技术应用到耐高温质子交换膜的制备鲜有报道。碱性离子液体是一类新型功能化离子液体，目前尚未有将碱性离子液体应用到制备耐高温质子交换膜的报道。 本研究首先利用两步法合成了功能化离子液体——氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIMOH)，并对其结构、热稳定性、粘度和电导率等方面的性能进行了表征与研究。 基于Nafion膜中-SO3H与碱性离子液体BMIMOH中咪唑阳离子(BMIM)之间的静电作用，制备了Nafion-BMIM组装膜;利用BMIM能吸附H3PO4的特点，室温下向Nafion-BMIM膜中掺杂H3PO4，最终形成在高温条件下仍具有良好导电能力的质子交换膜材料-Nafion-BMIM/H3PO4复合膜。组装反应温度为60～120℃时，制备的Nafion-BMIM组装膜中的离子液体掺杂水平在0～3之间。水洗实验表明，Nafion-BMIM膜具有稳定的结构，BMIM基团能与Nafion膜有效的键合，不易被水洗下去。且Nafion-BMIM/H3PO4膜的酸掺杂水平与复合膜中的BMIM掺杂量密切相关，BMIM掺杂量越大，Nafion-BMIM膜吸附的H3PO4也越多，膜呈现的电导率也越大。Nafion/2.59BMIM/6.42H3PO4膜于160℃不加湿条件下的电导率为1.22×10-2S/cm。TGA结果表明，Nafion/2.59BMIM/6.42H3PO4膜的热稳定性良好，其热分解温度为380℃，较Nafion膜和离子液体BMIMOH分别提高近50℃和230℃。