阴离子交换膜燃料电池在碱性环境中工作,具有燃料氧化速率快,渗透率低和可用非贵金属催化剂等优点,有着潜在的应用前景。然而阴离子交换膜存在着稳定性和机械强度较差的不足之处,限制了阴离子交换膜的应用和使用寿命,阻碍了阴离子交换膜的进一步发展。在不损失膜电导率性能的前提下,制备高稳定性和高机械强度的阴离子交换膜材料是一个重要的研究方向。研究比较广泛的阴离子交换膜材料主要以季胺类聚合物为主,但是由于季胺基团分子量一般较小,热稳定性低,在碱性环境中稳定性较差,容易发生降解反应,限制了该类膜的发展和实际应用。而带有苯环结构的季膦化阴离子膜材料,具有较强的耐碱性和机械强度,呈现出良好的稳定性能。本文以聚砜为基体材料,经过氯甲基化-季盐化-碱化过程制备了季膦化和季胺化的聚砜阴离子膜,并对这两类阴离子交换膜的理化性能进行了综合比较。采用相同氯甲基化(66%)的聚砜制得的膜材料,季膦化聚砜膜在20-80℃时的电导率为1.6-13.8mS cm-1,高于季胺化聚砜膜的电导率(1.0-6.0mS cm-1);季膦化聚砜膜在室温下的拉伸强度为25.6MPa,高于季胺化聚砜膜的拉伸强度(19.7MPa).对季膦化聚砜膜的耐碱性能也进行了研究,将膜浸于60℃的1M K OH溶液中276h,室温下测定其拉伸强度,依然保持在21MPa,说明季膦化聚砜膜具有良好的耐碱性。在通常制备季胺阴离子膜过程中,氯甲基化过程时间比较长,一般需要60h左右。同时,氯甲基化过程中经常需要用到剧毒的氯甲基化试剂——氯甲基甲醚,本文尝试采用四甲基联苯型聚芳醚酮为基材,通过溴化-季膦化-碱化过程,尝试制备季膦化聚芳醚酮阴离子交换膜,在阴离子膜制备过程中,溴化过程仅需要4h,大大缩短了反应时间,同时溴化过程也避免了氯甲基甲醚的使用。初步试验结果表明,常温下聚芳醚酮阴离子膜的电导率为14mS cm-1,该阴离子膜材料有望用作碱性燃料电池的电解质。