随着世界人口数量的增多，温室气体排放量的同益增大，造成常规能源同益消耗和环境恶化加剧，因此高效而洁净地利用能源成了人们争先研究的热点。燃料电池是世界公认的环保且高效地利用能源的方式之一。目前，已经发展到了第五代燃料电池即质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)。质子交换膜(Proton exchallge membrane，PEM)是PEMFC的重要的三大部件之一，当前在国际上已经商业化并广泛使用的是Nafion类全氟磺酸膜。Nafion类膜具有电导率高，机械强度好和化学性质稳定的优点。但是，Nafion类膜合成路线复杂，制备成本过高，在较高温度(>100℃)时会失水导致电导率下降，阻醇系数低，影响到电池性能的提高。所以，各国的研究者现都致力于研究开发新型的可取代Nafion类膜的新产品。新的PEM必须符合以下要求：(1)较低的生产成本；(2)在高温(大于80℃)仍能保持良好的质子传导率；(3)良好的机械性能。(4)化学性质稳定，抗氧化性强，寿命长。 聚芳醚(Poly(arylene ether)s，PAEs)是一类高性能工程塑料，具有耐高温、抗蠕变、高强度、强韧性等优异的化学物理性能和机械性能。因此对聚芳醚进行磺化改性，在其骨架上引入强酸性的磺酸基团，从而使其具有质子传导能力。目前研究者研究众多的有聚芳醚砜、聚芳醚酮、聚二氮杂萘醚酮等。此外，聚苯并咪哗、聚酰亚胺的磺化改性也是大家研究的热点。以上这些磺化聚合物虽然都存在众多的优点，但是它们的尺寸稳定型比较差，特别是在磺化度比较高和高温使用时已远远不能满足燃料电池的使用要求。 聚芳醚腈是一类新型的高性能工程塑料，具有非常好的物理和化学性能，已经作为高等复合材料应用于航天航空工业中。聚芳醚腈具有强极性的侧链腈基，它不仅可以加强分子之间的作用力，而且还有利于与其它极性物质之间的复合，有利于改善膜电极组装的性能，更重要的是腈基还可以作为一个潜在的交联点。因此我们首先设计并合成出了一种带芳香二腈基的双酚单体，并将这种新型的双酚单体与活泼的二卤代物共聚合成出了一系列高腈基含量和可控磺化度的磺化聚芳醚腈酮，随后还探索了母体聚合物在加热和氮气保护下的交联反应;并且为了研究腈基含量对聚合物性能的影响和克服交联后质子传导率的下降，又通过调节双腈基双酚单体和联苯二酚的比例合成出了一系列的高磺化度和腈基含量可变的磺化聚芳醚腈酮，并在同样的条件下进行了交联．单体和聚合物的结构通过核磁共振、元素分析和红外光谱等技术得到了表征：为了提高质子交换膜高温工作时的质子传导率，运用离子交换一沉积法对聚合物膜4b-4d进行了掺杂，又得到了一系列的磷酸氢锆掺杂的高温复合质子交换膜。并且对所有聚合物膜的热稳定性、抗氧化性能、力学性能、尺寸稳定性、质子传导率等进行了测试，表明得到的聚合物膜具有非常好的力学性能和抗氧化性能，尺寸性能稳定，质子传导率高．特别是聚合物4c，5a和8d及SPENK-8030复合质子交换膜等的综合性能良好，是非常有希望的应用于质子交换膜燃料电池研究的材料。