离子液体（ionic liquids,ILs）的低挥发性、高离子传导能力、高化学/电化学稳定性等特性使得其成为较理想的离子传导介质。将合适的ILs与Pt/C以及Nafion组成的复合的催化体系（ILs-Pt/C-Nafion）可明显改善质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的氧还原性能以及电池的抗反极能力。但在电池长期运行过程中,ILs小分子难免会发生流失。聚离子液体（poly（ionic liquids）,PILs）则可兼具ILs小分子以及高分子的特性。本文创新性地提出了用PILs作为质子导体以及粘接剂取代传统催化层（Nafion-Pt/C）中的Nafion,构建出新催化层（PILs-Pt/C）以克服ILs-Pt/C-Nafion催化体系中ILs流失问题,并达到改善催化层氧还原性能的目的,从而为高性能低铂PEMFCs阴极催化层的设计提供有益的思路。本文首先总结了目前高性能低铂PEMFCs阴极催化层所面临的关键性问题以及催化层中质子导体的研究现状;然后通过自由基共聚以及质子化反应,制备表征了不同单体链段配比的PILs,并探究了基于PILs的膜材料的质子传导性;最后对PILs-Pt/C的质子传递阻抗以及氧还原性能进行了评估。得出了如下主要结论:（1）苯乙烯与N,N-二甲基乙烯基苯甲胺的自由基共聚近似理想恒比共聚;制得的PILs具备较好的热稳定性且与Nafion的溶解性以及玻璃化转变温度相近;（2）基于PILs的膜材料在干态与完全水合态下,其质子电导率可分别达到10^-55 Scm^-1、10^-11 Scm^-1数量级;且PILs-Pt/C具备优异于Nafion-Pt/C的质子传导能力;（3）PILs与Pt/C的结合可明显削弱非活性氧化物在铂表面的覆盖,PILs-Pt/C的面积比活性与质量比活性可分别达到Nafion-Pt/C的3.16、3.06倍;PILs的碳氢本质致使PILs-Pt/C的氧还原耐久性弱于Nafion-Pt/C,但质子型离子液体基团对铂的保护作用,使得耐久测试后的PILs-Pt/C具备更小的Pt纳米颗粒粒径。