质子交换膜是质子交换膜燃料电池的重要组件之一。现今商业化的主要是全氟磺酸膜。但是这类膜存在限制其发展的诸多缺点。由此,磺化芳香类聚合物质子交换膜作为替代应运而生。磺化聚芳醚氧膦是一类性能优良的芳香聚合物膜。本论文以直接缩聚法合成了含氧膦的多个系列的磺化聚芳醚质子交换膜。首先,将二羟基二苯醚单体引入聚合物中,合成一系列不同磺化度的含二苯醚的单磺化聚芳醚氧膦(msPEPO-x),并得到透明有韧性的膜。结果表明,磺化度适当的msPEPO-x膜具有较高的质子传导性和氧化稳定性。如,msPEPO-80的电导率在80℃下为 0.092 S cm-1,高于Nafion 117的 0.088 S cm-1。在Fenton’s试剂中(25℃,30%H2O2含30 ppmFeSO4)60 h才溶解完全。但磺化度较高时,在较高温度下膜的溶胀过大,失去使用价值。为了降低上述膜的溶胀,上述聚合物中的单磺化氧膦单体由三磺化氧膦单体代替,通过改变磺化单体来调节磺酸基团的分布,制备一系列三磺化聚芳醚氧膦(tsPEPO-x),从而改善膜的溶胀。结果表明,磺化度相同的三磺化膜尺寸稳定性有了显著提高,且在保持尺寸稳定性的前提下,通过提高磺化度,可提高电导率。例如,tsPEPO-120 膜在 80℃下电导率为 0.093 S cm-1 高于 Nafion117 的 0.087 S cm-1,溶胀率为23.5%。为了更进一步提高膜的性能,在聚合物中引入了可形成分子间氢键的二氮杂萘酮类羟基单体,制备了含二氮杂萘酮的三磺化聚芳醚氧膦(tsPPEPO-x)。结果表明,所得膜的尺寸稳定性得到了进一步的提高。如:tsPPEPO-120在80℃时的电导率为0.066 S cm-1,与Nafion117接近;但溶胀率为11.5%,几乎为Nafion117(20%)的一半。同时,该膜在80℃的Fenton’s试剂中也具有较好的耐氧化性。该类膜表现了较好的综合性能,具有潜在的应用价值。