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碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)具有氧还原过电位低,可用非贵金属催化剂,燃料渗透率低等优点,在燃料电池领域受到了广泛关注。作为AAEMFCs的电解质,阴离子交换膜(AEM)在电池内中的作用是将阴阳两极分隔开,同时传输氢氧根离子,其性能直接影响着电池的输出功率和使用寿命。然而,目前AEM的发展主要存在电导率低、稳定性差两大问题。基于此,本文设计合成了高度支化侧链接枝型AEM,该结构可增大膜内自由体积,增强膜的“储水”能力,降低离子传输阻力,所制备的膜具有较高的电导率和增强的稳定性。主要的研究内容如下:(1)高度支化对氯甲基苯乙烯(CMS)侧链接枝型聚砜阴离子交换膜(ImOH-HBPSf)的制备及其性能。为提高膜的电导率,利用原子转移自由基聚合(ATRP)反应,选用低氯甲基化程度(DCM=70%)的氯甲基化聚砜(CMPSf)为大分子引发剂引发CMS聚合,制备了一系列低接枝密度且含有不同体积侧链的ImOH-HBPSf膜。大体积的支化型侧链的引入增大了膜内的自由体积,所制备的膜与不含支化侧链的膜相比,电导率增大了约三倍(31 vs.11 mS cm-1,30℃),在低接枝密度条件下,ImOH-HBPSf膜表现出较好的尺寸稳定性和耐碱性能。(2)交替共聚支化侧链接枝型聚砜阴离子交换膜的制备及性能。在上一个研究的基础上,为了进一步增大膜内自由体积,提高膜的电导率和稳定性,利用ATRP反应,选用CMPSf(DCM=70%)为大分子引发剂引发CMS和丙烯腈两种单体聚合,合成了交替共聚支化侧链接枝型聚砜(AC-HBPSf)。随后通过季胺化、碱化,制备了非交联型和交联型阴离子交换膜(ImAC-HBPSf-OH和CrAC-HBPSf-OH)。交替共聚支化侧链结构使得膜内的自由体积被进一步增大,在与第一个实验相当的IEC值(2.07 mmol/g)下,ImAC-HBPSf-OH的膜的最大吸水率增加到216%;为进一步增强膜的机械强度,在支化链内引入交联结构制备了交联型CrAC-HBPSf-OH膜。所制备的膜具有高吸水-低溶胀的性能,机械强度也得到增强;此外,离子浓度的增大和膜内丰富的自由体积使得CrAC-HBPSf-OH膜具有较高的电导率(36 mS cm-1,30℃)。支化末端处氢氧根离子的稀释效应和支化链的体积位阻屏蔽效应,使得膜的耐碱性也得到增强。本论文将支化结构作为侧链引入到阴离子交换膜的制备,研究了不同支化型侧链结构对于膜内自由体积和膜性能的影响,为高性能阴离子交换膜的制备提供了新的结构设计思路。