质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为新一代能量转化设备,具有高能量转化效率、绿色排放、原料可再生等优点,被认为是内燃机的潜在替代装置。质子交换膜（PEM）是PEMFC中阴、阳极间的隔膜,起着传递质子和分隔原料的作用。全氟磺酸膜是目前最广泛应用的质子交换膜,其最佳工作温度为约80℃,但较低的工作温度给燃料电池带来催化剂易中毒、水热管理复杂等问题。磷酸掺杂的聚苯并咪唑（PA/PBI）膜是一类高温质子交换膜,其具有良好的热氧稳定性、机械性能、高温（120～200℃）质子传导率和成本相对较低等优势,拥有广阔的应用前景。但PA/PBI膜的质子传导率优劣依赖于磷酸的吸附量,而磷酸的吸附量又与膜的机械性能存在对立关系。此外,磷酸与聚苯并咪唑以物理相互作用结合,在高湿度条件下存在磷酸快速流失的问题。本论文以制备膦酸化聚苯并咪唑为主要研究内容,旨在引入膦酸基团作为质子传导的辅助位点,以提升PA/PBI膜的质子传导率并减少其对磷酸分子的依赖。具体研究工作如下:（1）通过简易的四步反应合成了一种膦酸化二羧酸单体,即2-（（二乙氧基磷酰基）甲基）-[1,1’-联苯]-4,4’-二羧酸（PMDA）,各阶段产物的结构经~1H-NMR和FTIR表征,合成总产率约为40%。（2）以PMDA、3,3’-二氨基联苯胺（DAB）和4,4’-二羧基二苯醚（OBBA）为单体缩聚合成了一种苯醚型膦酸化聚苯并咪唑（POPBI-x）,再通过磷酸浸渍制备其质子交换膜。研究表明,POPBI-x在DMSO、NMP和MSA中具有溶解性,而且其机械性能和热氧稳定性优异。此外,膦酸基团的引入对PA/PBI膜的磷酸掺杂水平、磷酸保留率和质子传导率有提升作用。其中,PA/POPBI-19膜的180℃下质子传导率最高,为0.0523 S cm-1。（3）为了进一步提升磷酸掺杂的膦酸化聚苯并咪唑膜的质子传导性能,将一定比例的PMDA、OBBA、DAB和2,6-吡啶二羧酸（Py DA）单体进行共聚,制得了一系列吡啶苯醚型膦酸化聚苯并咪唑（PPy OPBI-x）,再通过磷酸浸渍制备其质子交换膜。研究表明,PPy OPBI-x在DMSO/Li Cl和MSA中溶解性良好,并表现出优异的热氧稳定性。而吡啶环的引入使得膦酸化聚苯并咪唑的拉伸强度（46.8～66.4 MPa）略微下降,但对膜的磷酸掺杂水平有提升作用,从而增长了磷酸掺杂膜的质子传导率,其中PA/PPy OPBI-60的180℃下质子传导率达到0.0850 S cm-1。（4）以N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷（TGDDM）为交联剂,对PPy OPBI-60进行交联改性,制得了一系列交联吡啶苯醚型膦酸化聚苯并咪唑（CPPy OPBI60-x）,再通过磷酸浸渍制备其质子交换膜。研究表明,由于交联结构的形成,CPPy OPBI60-x在DMSO/Li Cl中表现出良好抗溶性,而且其拉伸强度、抗氧化能力、尺寸稳定性和磷酸保留率等性能均有所提升。此外,CPPy OPBI60-x保持良好的热稳定性,其10%热失重温度大于350℃。随着交联程度的增加,PA/CPPy OPBI60-x膜的磷酸掺杂水平和质子传导率表现出下降的趋势,但PA/CPPy OPBI60-5的180℃下质子传导率可达到0.0863 S cm-1。