随着科技的发展,越来越多的科研人员开始选择操作方便、比功率高、结构相对简单、工作温度低、启动效果快的新型能源作为汽车,发电站等的首选能源,最能满足新型能源条件的就是质子交换膜燃料电池,然而质子交换膜性能的好坏,直接影响燃料电池的使用寿命,故其对电池的使用性能起着至关重要的作用。目前市场上使用较为广泛的具有优异的质子传导率和良好的化学稳定性的质子交换膜是杜邦公司生产的全氟磺酸Nafion膜,但其制作成本昂贵,阻醇性能较差以及在高温条件下质子传导率急剧下降的缺点制约了它更好的发展。因此,科研工作人员正在积极研究开发综合性能更好的质子交换膜。目前我们课题组使用最为广泛的是磺化芳香族类聚合物,如:磺化聚芳醚酮、磺化聚酰亚胺以及磺化聚芳醚砜等等。这类聚合物以其良好的综合性能(如机械性能、热稳定性能、化学稳定性能等特性)成为研究的基体,另外其合成工艺相对简单,且其生产成本相对Nafion膜而言更是低廉,更适合大规模工业化生产。本论文首先利用缩聚反应制备了具有良好性能的磺化聚芳醚酮,为了引入N杂环,我们又制得了含N杂环的离子液体,然后将其进行复合,测试发现膜的质子传导率明显提高,因为从SEM照片中可以看出,SPEEK/IL复合膜形成了连续的质子传输通道,并且通过F与磺酸基团之间形成的氢键作用,使复合膜更加致密,机械性能有所提升,膜的甲醇渗透系数也降低了,另外复合膜的质子传导率为0.109S cm-1。由于掺入的离子液体在膜中混合不均匀,在使用中容易流失,所以依然以具有良好性能的磺化聚芳醚酮为基体,在其主链上引入N杂环,N杂环中的共轭结构具有不饱和性和易与H+结合的性质,在传输过程中既可以同时充当质子的给体和受体来保证质子的传输,而且硅原子的半径大于碳原子的半径,与碳原子相连时更易发生极化,从而具有更大的柔性,使聚合物更易于成膜。同样通过缩聚的方法制备了主链含N杂环的磺化聚芳醚酮砜膜,经过测试得到,该膜具有良好的热稳定,根据其制备过程我们推测,该膜的致密性增加了,相应的阻醇效果较好,质子传导率提高,因为主链含有大量的苯环,导致其机械性能下降,制得的膜较脆。