燃料电池作为一种清洁、高效、安全绿色的能量转换装置,有望成为新能源应用中最突出的一种新技术。其中,阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)由于具备不需要贵金属催化剂、较高的阳极反应动力学以及较低的燃料渗透等优点引起了研究者的广泛关注。作为AEMFCs中核心部件,阴离子交换膜(AEMs)的性质很大程度上决定着碱性燃料电池的最终性能,因此,开发综合性能优异的阴离子交换膜材料一直是科学家努力的目标。本论文工作主要围绕阴离子交换膜的结构设计对其碱解稳定性和离子传导率的影响等问题开展,取得以下进展：1、以聚苯醚(PPO)为起始原料,经过溴化、叠氮化得到叠氮化聚苯醚(PPO-N3),并进一步与末端基为炔基的新型离子液体发生点击反应,制备得到一系列具有不同取代度的阴离子交换膜材料(PPO-PIm),通过NMR、 FT-IR和MS表征了中间体和最终产物的结构。原子力显微镜(AFM)和小角X射线散射(SAXS)研究发现：此法制备得到的阴离子交换膜在咪唑基团含量较高时,其微观结构内存在明显的亲水/疏水相分离,这种相分离结构有助于膜内构筑连续贯通的离子传输通道,进而提高膜的离子电导率。实验结果证实,此类阴离子交换膜PPO-PIm-40 (IEC=1.85 meq/g)在80℃,100%RH条件下其离子电导率高达95 mS/cm,显著优于相同条件下的苄基型咪唑基阴离子交换膜PPO-Im-34 (IEC=1.89 meq/g)。2、通过“点击化学”引入耐碱性较好的咪唑基阳离子和利于形成相分离结构的柔性疏水链段,提高了阴离子交换膜的碱解稳定性和离子传导率,且点击反应形成的1,2,3-三氮唑环上氮原子为氢键提供了合适的位点,促进离子簇的聚集和水合数的增加,有利于OH-的快速迁移。此法具有高效性和普适性,也为阴离子交换膜材料的结构设计提供了一条合理、简便的新思路。此外,实验发现点击反应引入的1,2,3-三氮唑环具有较优的耐碱性和热稳定性,不会影响阴离子交换膜的使用性能。3、在咪唑环C2位上引入富电子的供电基,供电子基团会通过p-π或σ-π共轭作用将电子离域到电子云密度较低的咪唑环上,进而可以有效降低C2位碳原子的电正性,显著减弱OH-对咪唑环的亲核进攻,提高咪唑阳离子的碱解稳定性。’HNMR结果发现,在C2位引入甲硫基后所得的咪唑基阳离子具有优异的耐碱性,其在4 M NaOH的D20溶液中浸泡7d依然未见任何分解。此外,利用密度泛函理论(DFT)计算小分子咪唑盐C2位电荷分布等参数,也证实引入甲硫基的咪唑盐具有较好的稳定性,并进一步研究了其在制备高耐碱性阴离子交换膜中的应用。