● 摘要
近些年来，新型无氟磺酸型质子交换膜材料的开发受到研究者们的青睐，尤其对于具有微相分离结构的嵌段型质子交换膜材料的研究最为广泛。提高磺化度可以提高质子交换膜（PEM）的电导率，但具有高磺化度时，膜尺寸稳定性、抗氧化稳定性存在一些问题，可以进一步采用化学交联弥补这些不足。本论文基于侧链可交联结构单体制备了嵌段型磺化聚醚砜质子交换膜，主要的研究内容包括：
（1）以3,5-二甲氧基苄溴和2,6-二氟苯腈为原料，通过格氏反应、亲核加成、水解及氧化四步反应制备化合物DFDMED，以该化合物为基础，再通过脱甲基、接磺酸反应得到新型磺化单体DORBS，以上化合物结构经过核磁（1H-NMR）和红外（FT-IR）确认。
（2）以DFDMED和BP为单体合成了聚芳醚（PAE），进而用浓硫酸进行后磺化得到磺化聚芳醚（SPAE），聚合物的结构经过1H-NMR和FT-IR确认。磺化聚芳醚膜材料的性能测试结果表明：在IEC为0.7 mequiv/g时，80℃时电导率仅为10 mS/cm。
（3）通过DFDPS和BP缩聚反应合成氟封端低聚物，采用DFDMED和BP缩聚反应合成羟基封端低聚物，再经过氟封端低聚物和羟基封端低聚物缩合反应制得了不同链段长度的嵌段聚醚砜，然后通过脱甲基后与1,4-丁磺酸内酯反应，制得嵌段磺化聚醚砜（bSPAES）。再以DAB为交联剂，制备交联型嵌段聚醚砜（C-bSPAES），聚合物的结构经过1H-NMR和FT-IR确认。膜性能测试结果表明：随着磺化链段长度的增加，bSPAES和C-bSPAES膜的电导率、吸水率都增加；C-bSPAES膜比bSPAES有低的甲醇渗透率、良好的抗氧化稳定性和力学性能。
（4）以Nafion212膜为基础膜，研究了膜电极（MEA）的制备工艺，对氢氧燃料电池运行参数进行了初步研究，并测试了bSPAES-(5/5)质子交换膜材料的电池性能，测试结果表明：在电导率接近时，bSPAES-(5/5)质子交换膜的电池性能低于Nafion212膜的电池的性能。