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面对日益严重的能源短缺问题及环境问题,开发可替代传统能源的新型能源迫在眉睫。燃料电池因其低排放、高能效等特点成为绿色能源中的宠儿。作为燃料电池核心部件,离子交换膜的性能优劣直接决定了电池性能的好坏,开发高效离子交换膜对强化燃料电池的性能至关重要。本研究将咪唑功能化碳纳米管、咪唑鎓盐化氧化石墨烯、离子液体修饰碳纳米管引入聚醚醚酮高分子基质中制备阴离子有机-无机杂化膜。以期通过提高膜内氢氧根离子浓度、离子传递位点数,构筑连续的氢氧根离子传递通道,来优化膜内化学微环境与物理微环境,实现氢氧根离子交换膜的性能强化。通过沉淀聚合法成功合成咪唑基团改性碳纳米管并引入氯甲基化聚醚醚酮基质中制备了咪唑鎓盐型聚醚醚酮/PVI@CNT杂化膜。PVI@CNT的填充增强了界面相互作用,在两相界面处形成新型离子传递通道,促进离子传导。70 ℃下,ImPEEK/PVI@CNT-15杂化膜的氢氧根离子传导率相比纯膜提高了53.1%。同时,通过PVI@CNT与高分子基质形成的交联结构,抑制膜的过度溶胀以及高温下的降解反应,优化杂化膜的尺寸稳定性和化学稳定性。成功合成咪唑鎓盐化氧化石墨烯NGO并进一步制备了咪唑鎓盐型聚醚醚酮/NGO杂化膜。通过引入二维NGO,提高膜内阴离子浓度,提高膜的离子交换容量。同时,连续的物理结构有助于构建高效的离子传递通道,进一步强化离子传递性能。70 ℃下,Im PEEK/NGO-4杂化膜的氢氧根离子传导率相比纯膜(0.083S cm-1)提高了68.7%。成功合成不同离子液体修饰碳纳米管IL@CNT,并将其掺杂入高分子基质中制备了咪唑鎓盐型聚醚醚酮/IL@CNT杂化膜。通过掺杂IL@CNT,提升膜内离子传递基团浓度,构建连续的高效离子传递通道,从而提高膜的氢氧根离子传递性能。70 ℃下,Im PEEK/IL-B@CNT-6杂化膜的氢氧根离子传导率为0.16 S cm-1,相比纯膜(0.085 S cm-1)提高了88.2%。同时,通过向膜中引入具有较强碱稳定性的阴离子液体,抑制高温下咪唑基团的降解反应,提高杂化膜的碱稳定性。