具有高离子电导率和碱稳定性的聚苯并咪唑阴离子交换膜(AEMs)一直是AEMs燃料电池的研究热点。本研究对聚苯并咪唑(PBI)进行了一系列改性,以制备具有较高离子传导率和耐碱性等综合性能较好的阴离子交换膜,研究内容主要分为以下三点:1、设计了一种大体积单体四苯基对苯二甲酸(TP),通过微波缩聚合成了一种新型的空间位阻较大的非平面结构聚合物mPBI-TP-x,随后对其进行一系列烷烃碘化物的二烷基化反应得到mPBI-TP-x-R系列阴离子交换膜。对该系列膜进行了表征和性能测试,发现所得膜具有良好的OH-导电性,80℃时的离子传导率都超过了 46 mS·cm-1。同时耐碱性测试表明,其耐碱性相比于未引入大位阻单体的PBI膜有很大改善,室温下于1 M NaOH水溶液中浸泡1350小时后阴离子交换膜的电导率仅有略微下降,表现出优异的耐碱稳定性。2、为了解决芳香刚性单体掺杂导致PBI膜脆性增加的问题,设计合成了一种含柔性链结构单体二乙基二苯基对苯二酸酯单体(DEDP),并将其引入到PBI骨架中。DEDP的引入不仅提高了该结构在PBI中的含量而进一步提高成膜性,同时还在PBI的C2位置引入大体积位阻,提高了 PBI膜的碱稳定性。将该系列膜在60℃下于1 MNaOH水溶液中浸泡1350小时后离子传导率和IEC仅下解了 10%。3、制备了 PIMDE互穿PBI的热塑性网状聚合物膜(PBI/IMDE-TIPN),其中IMDE单体原位聚合以与PBI聚合物链形成互穿结构。在TIPN中,聚合物链在高温下流动形成物理交联而不是化学交联,从而具有相对高的柔韧性且可以促进亲水基团的聚集有助于形成离子通道,在AEMs中形成微亲水离子簇,因此具有优异的离子传导率,在 80℃下达到 71 mS.cm-1。此外,在 1 MNaOH,60℃下 1350 h后只降解了 8%。因此,TIPN结构为平衡AEMs中的电化学和机械性能提供了较好的解决方案。