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碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFC)在碱性条件下电极反应动力学快,可以应用钴Co、Ni、Fe等非贵金属代替Pt作为催化剂,降低了电池的制造成本。AAEMFC的关键组件碱性阴离子交换膜(AAEM)主要存在着碱稳定性差、机械强度不足、离子电导率低等问题,不能满足AAEMFC的要求。针对上述问题,本论文设计合成了不同主链结构的聚芳醚砜,通过主链结构的电子效应与空间效应对离子基影响的研究,确定有利于咪唑离子基稳定的链结构。同时通过接枝的方法弱化主链结构对离子基不利的影响,从而改善膜的稳定性。根据以上思路,本论文的工作包括以下主要内容：(1)聚芳醚砜的合成、碱性膜制备及性能。为研究主链结构对离子基的影响,采用不同结构的双酚单体分别与4,4’-二氟二苯砜合成三种具有不同主链结构的聚芳醚砜。并通过氯甲基化、离子化、铸膜和碱化等步骤,成功制备了一系列咪唑鎓盐型聚芳醚砜AAEM,包括咪唑离子化的双酚A聚砜(ImPSf-A-OH)膜、联苯聚砜(ImPSf-B-OH)膜、双酚AF聚砜(ImPSf-C-OH)膜。得到的碱性膜在极性非质子溶剂中具有较好的溶解性。膜的离子电导率随着温度的增加而增大,80℃下,ImPSf-A-OH、ImPSf-B-OH与ImPSf-C-OH膜的电导率分别为53.98 mS/cm、47.19 mS/cm以及42.46 mS/cm。室温下,3M的NaOH溶液中浸泡168 h后,离子电导率分别下降了17.6%、11.3%、7.14%。结合不同膜的热降解温度,证实了主链结构对离子稳定性产生影响推测。(2)接枝型双酚A聚砜碱性膜的制备及性能。为弱化主链结构对咪唑离子基的不利影响,利用氯甲基化的双酚A聚砜与3-氯-2-甲基-1-丙烯在无水无氧条件下,通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应在主链与离子基之间接入长链段的聚氯甲基丙烯,成功的制备了一种咪唑鎓盐型聚氯甲基丙烯接枝的双酚A聚砜膜(PSf-A-g-PMAC-OH).膜的IEC为1.75mmol/g,80℃下的溶胀度为40%,离子电导率高达64 mS/cm。根据TGA结果表明PSf-A-g-PMAC-OH膜具有良好的热稳定性,室温下3M的NaOH溶液中浸泡168 h后,电导率下降了15.4%。表明经ATRP接枝后,PSf-A-g-PMAC的抗溶胀能力提高,其离子电导率、热稳定性能、碱稳定性能均有所提高。本论文研究主链结构电子效应和空间效应对离子基的影响,改善碱性膜的性能。为高性能碱性膜的设计和研发提供新的思路、理论和途径,对于AAEMFC的发展具有理论与实践意义。