聚苯类材料具有优异的热化学稳定性，良好的机械性能，作为一种具有潜力的可取代全氟磺酸膜的质子交换膜材料被广泛关注。然而，聚苯刚性的主链结构导致它与电极之间的界面相容性较差，所以采用热压方法制备的膜电极效果不理想（膜极易剥落或者破碎），难以把优异的材料性能转化为突出的电池性能。本论文以改善聚苯类材料与电极之间的界面相容性为目标，设计并合成了多种结构不同的二氯功能单体，分别将其作为共聚单元引入到聚苯主链中，得到了一系列新型的聚苯醚酮质子交换膜材料，并表征和测试了膜的性能。具体的研究包括以下几个方面:　　1.在改善质子交换膜与电极相容性方面，设计并合成了2，6-双（4-（4-氯苯甲酰基）苯氧基）苯(1)和2，6-双（4-（4-氯苯甲酰基）苯氧基）苯腈(2)两种功能二氯单体，采用Ni(0)催化偶联的方法将其分别引入到聚苯主链中，得到了一系列新型的磺化聚苯醚酮材料。这类磺化聚苯醚酮质子交换膜材料表现出了良好的机械性能，优异的氧化稳定性和尺寸稳定性，较高的质子传导率。氰基和间位醚键的引入提高了聚合物与电极之间的界面相容性，其燃料电池性能与Nation117持平。另外，强极性的氰基基团的引入增强了聚合物的链间作用力，有利于聚合物尺寸稳定性和氧化稳定性的保持。　　2.在调控质子交换膜离子传输通道尺寸方面，设计并合成了2，6-双（3-（4-（4-氯苯甲酰基）苯氧基）苯氧基）苯腈(3)和6，6-(1，3-双氧基亚苯基)双（2-（3-（4-（4-氯苯甲酰基）苯氧基）苯氧基）苯腈）(4)两种分子尺寸不同的功能二氯单体，同样将其引入到聚苯主链中得到了一系列IEC相同的磺化聚苯醚酮质子交换膜材料。研究发现，随着引入的疏水单元分子尺寸的增大，质子交换膜的离子传输通道逐渐增大，质子传导率和电池性能有显著的提高，且聚合物的氧化稳定性和尺寸稳定性没有明显变化。该类膜的燃料电池最大功率密度为27.3 mW cm-2，要高于Nation117(24.2mW cm-2)。　　3.在提高质子交换膜的选择透过性方面，质子交换膜中磺酸基团的集中有利于膜内部亲水-疏水相分离结构的形成，有利于膜的质子传导效率的提高。设计合成了含有多个磺酸基团的功能二氯单体，并将其作为亲水单元与单体2，6-双(4-(4-氯苯甲酰基)苯氧基）苯腈(2)共聚制备了一系列区域磺酸集中的磺化聚苯醚酮质子交换膜材料。该类材料具有良好的亲水-疏水的微相分离结构，其在较低的IEC条件下就可获得更高的质子传导率，选择透过性明显提高。　　4.在中高温质子交换膜材料设计方面，设计合成了一种含有磷酸酯基团的二氯功能单体，并将其引入到聚苯主链中得到了一系列含有磷酸酯基团的聚苯醚酮材料，然后用BrSiMe3脱去磷酸酯的乙基，最终得到了磷酸型的聚苯醚酮质子交换膜材料。与传统的磷酸型质子交换膜制备方法相比，该制备方法操作简单易进行，并且可以通过简单的调节共聚物聚合比例来实现材料性能的最优化。该类材料具有良好的耐溶剂性、尺寸稳定性和氧化稳定性，其在100℃和RH=100％的条件下，质子传导率可以达到25.7 mS cm-1。