作为燃料电池的关键部件,阴离子交换膜(AEMs)的研究依旧面临着诸多挑战,较低的碱稳定性及离子传导率等问题严重影响了AEMs的综合性能,阻碍了燃料电池的商业化应用。为开发具有优异碱稳定性、高离子传导率的AEMs,本论文进行了如下探索。1.以吗啉为初始原料,经过五步反应,合成表征了吗啉基季鏻盐TAAP、TAHP,分别负载到聚磷腈与聚苯醚骨架上,成功制备了两个系列的新型季鏻盐类阴离子交换膜。对所制备的碱性膜进行了各方面的测试,包括各种物理性能以及离子传导率、碱稳定性。2.所制备的TAAP-POH-45聚磷腈膜具有良好的物理性能,在80℃时的离子传导率为33.5 mS·cm-1。在2 M KOH溶液中浸泡30天后,碱性膜的离子传导率表现优异,最终离子传导率为初始的94.3%。进一步将TAHP季鏻阳离子负载到PPO主链上,并用三乙胺将未取代的C-Br键进行季铵化处理制备出了一系列的阴离子交换膜。实验结果显示,碱性膜的物理性能优异,离子传导率在80℃最高达到最高48.5 mS·cm-1。在2MKOH溶液中浸泡10天后,其离子传导率仍为原来的94.8%,这归因于季鏻阳离子独特的结构。3.将接枝TAAP季鏻阳离子的聚磷腈膜与PVA进行共混交联,然后在酸性条件下与戊二醛(GA)进行交联以期得到碱稳定性好、离子传导率高的系列复合膜。实验结果表明,在80℃时,TAAP-PVA-50复合膜的离子传导率达到最大值为47.8 mS·cm-1,将其在60℃条件下浸泡在2 M KOH溶液中30天后离子传导率仍具有95%的保留率,具有优异的碱稳定性。本文研究内容为提高季鏻类阴离子交换膜的离子传导率和碱稳定性提供了一种有效的研究合成方法。