面对未来的能源危机和当今的环境污染问题,燃料电池作为一种能量转换效率高的清洁能源装置已变得越来越有前途。与传统的酸性燃料电池相比,阴离子交换膜燃料电池具有更快的氧还原反应动力学、允许使用非贵金属催化剂等优点而备受关注。本研究以制备优异性能的阴离子交换膜为目的,采用功能化的聚苯结构和柔性的疏水性的聚芳醚酮嵌段作为聚合物骨架,以提高阴离子交换膜的碱稳定性和机械性能。通过引入不同类型和不同构象的阳离子官能团,对膜的基础物化及电化学性能进行分析,并深入研究季胺基团的稳定性与电池运行工况条件之间的相关性。根据阳离子官能团的类别及官能化程度的不同,本研究开展了季铵型（QA）与咪唑型（IM）、单取代及多取代型阴离子交换膜的制备及其燃料电池性能分析,具体分为两部分。首先,通过零价镍催化偶联聚合、苄基溴化和原位季铵化反应制备得到两种分别具有季铵（QA-）和咪唑鎓（IM-）的新型聚苯-芳醚酮主链型（PPAEK）聚合物,以提高常规的基于聚（醚酮/砜）骨架的阴离子膜（AEM）的碱稳定性。值得注意的是,这种阳离子端基是接枝在聚苯结构的侧链上的,从而可以提高膜的阴离子电导率,增强聚合物主链（PPAEK）的碱稳定性,进而提高燃料电池的运行寿命。结果表明,IM-PPAEK由于具有较高的吸水率和良好的微相分离,所以其在整个温度范围内表现出比QA-PPAEK更好的离子传导能力。此外,在80℃的1M NaOH水溶液中浸泡1000小时后,QA-PPAEK膜仍保持有80%的初始离子电导率,表明其具有较高的碱稳定性。其次,为了进一步研究阴离子交换膜聚合物结构中多官能QA基团的碱稳定性,通过新型的功能化单体进行零价镍催化偶联聚合、苄基溴化与原位季铵化反应,制备得到了侧链苯基单元上具有五个QA基团的聚苯-芳醚酮主链型聚合物（PQA-PPAEK）,并将PQA-PPAEK膜的性能与苯基单元上仅有一个季铵基团的QA-PPAEK膜的性能进行比较。由于相对较高的亲-疏水部分投料比,QA-PPAEK膜中形成了连续的离子通道,导致其在每个温度条件下均有比PQA-PPAEK膜更高的OH^-电导率。因此,QA-PPAEK膜获得的最高功率密度为81.2 mW cm^-2,而PQA-PPAEK膜的最高功率密度仅为55.4 mW cm^-2。降解动力学研究表明,局部致密的PQA-PPAEK中QA基团的降解速率几乎是QA-PPAEK的两倍,这与耐碱性试验中得到的结果一致。此外,PQA-PPAEK相应的模型单体在碱性条件下显示出优异的稳定性,而PQA-PPAEK在同等条件下降解得更快,在测试1000小时后电导率大幅下降,仅为初始值的50%。