当前能源紧缺与环境污染的问题推动了新能源的开发利用。燃料电池因其启动快,噪音小,能量转化效率高等优势在氢能的发展运用中得到了长足的研究进展。其中可用范围广泛的聚电解质膜燃料电池吸引了众多实验室的研究,而质子交换膜燃料电池对贵金属的依赖催生了众多课题组对成本更低的阴离子交换膜燃料电池的研究。作为阴离子交换膜燃料电池核心组件的阴离子交换膜因而成为了研究的热点,设计并制备出具备高机械稳定性,高离子传导率及高碱稳定性的阴离子交换膜成为了迫切需求。近年来在机械稳定性及离子传导率方面的研究有了充足的进展,因而碱稳定性逐渐成为了研究的重点。在此需求下,各课题组研究出不含杂原子的骨架及氮杂螺环阳离子具有很高的碱稳定性。为了将碱稳定的骨架和阳离子进行综合运用,制备综合性能优异的阴离子交换膜,本文制备了接枝螺环阳离子的聚联苯哌啶膜:1.接枝侧链螺环阳离子的聚联苯哌啶膜的研究。这种结构的阴离子交换膜具有优异的碱稳定性,在长达1400 h的80℃的2 MNaOH溶液的测试环境下表现出了优异的碱稳定性。部分接枝的侧链螺环阳离子,可以有效地构建微相分离结构以提高膜的离子传导率。其中PBP-BOP-ASU 8%膜在80℃下表现出最高离子传导率,为117.43 mS/cm。2.接枝侧链环状三阳离子的聚联苯哌啶膜的研究。更高的骨架分子量进一步限制了膜的水吸收和溶胀,提高了膜的尺寸稳定性。接枝侧链环状三阳离子的膜表现出更好的微相分离结构和更高的离子传导率,其中PBP-DMP-ASU 10%膜表现出最高的离子传导率,80℃下为107.84 mS/cm。结合了聚联苯哌啶骨架和氮杂螺环阳离子的膜具备优异的碱稳定性,侧链型阳离子的接枝又保证膜具有较高的离子传导率,综合了碱稳定性和离子传导率这两种性能。