目前，全球能源供应中有高达80%依赖于石油、天然气和煤炭等不可再生资源。因此，温室气体排放、土壤污染和空气质量下降等问题日益严重[1,2]。面对能源短缺和环境危机的双重挑战，积极开发新的绿色能源已成为人类社会实现可持续发展的必然途径[3]。作为新兴的电化学能量转换装置，燃料电池因其能够同时解决能源短缺和环境污染问题而受到广泛关注。其中，阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）作为氢能领域的关键能量转换装置，凭借其低成本、高效率和零碳排放等优势而脱颖而出[4,5]。然而，对于大规模商业化应用而言，作为核心组件的AEMs必须满足一系列严格的要求，包括优异的离子导电性、显著的机械强度和高碱性稳定性，这成为亟需克服的技术瓶颈。已经采用了多种实验方法（如交联[6]和共混[7,8]）来改善AEMs的性能。
迄今为止，人们已投入大量努力来提升AEMs的性能，取得了广泛的探索性研究和实际进展。芳香族聚合物因其低成本和高塑性而被广泛使用[9]。研究了多种聚合物基体，包括聚砜（PSf）[10,11]、聚乙烯醇[12,13]、聚苯氧化物[14]和壳聚糖[15]等。其中，聚砜这种芳香族热塑性聚合物具有优异的机械强度、化学耐受性和热稳定性以及良好的成膜性能[16]。常见的AEM制备改性策略包括对芳香族聚合物进行氯甲基化或甲基团的溴化处理，随后进行胺化。然而，在高浓度和高温碱性条件下，AEMFCs的核心组件——阴离子交换膜通常表现出较差的碱性稳定性[[17], [18], [19], [20], [21]]。这种现象主要发生在含有芳香醚结构的聚芳烃中，例如基于聚（芳醚酮）[22,23]、聚（醚砜）和聚（苯氧化物）的AEMs[24,25]，这些材料的主链可能因OH?的攻击而发生芳醚断裂，进一步加速了阳离子基团的降解，导致碱性稳定性降低和OH?导电性下降[26,27]。
为了解决离子导电性与碱性稳定性之间的矛盾，设计了具有明确微相分离结构的AEMs，以形成互联的亲水离子传导区域。这些区域为离子传输提供了连续的通道，从而提高了膜的离子传导性能[28,29]。此外，这种微相分离结构还能减轻羟基离子引起的降解，从而增强AEMs的化学稳定性[[30], [31], [32], [33]]。Gokulapriyan等人使用三氟甲磺酸作为催化剂，通过聚缩合方法制备了两种类型的聚（N-芳基哌啶）（PNAP）膜。优化的PNAP-2膜在90°C时的氢氧根离子导电性为183 mS cm?1，并且在60°C下在1 M和5 M NaOH溶液中保持了超过1000小时的优异碱性稳定性[34]。虽然将聚阳离子侧链引入AEMs可以提高性能，但过度的基体修饰会降低碱性稳定性。例如，Wang等人将低苯含量的荧蒽单元引入无芳香醚的基体中，制备了基于π-π堆叠的新型阴离子AEMs。QPFLPD-15比QPFLPD-20具有更高的碱性稳定性，这归因于后者基体的过度修饰[35]。
在本研究中，使用支化聚乙烯亚胺（BPEI）对聚砜基体进行交联，随后用不同长度的烷基链试剂进行季铵化处理，以在膜中形成微相分离结构。这种交联结构有效抑制了膜的过度膨胀。同时，季铵化聚乙烯亚胺不仅提高了离子导电性，还最小化了基体的改性程度，从而在导电性提升和结构稳定性之间实现了最佳平衡。通过系统调节季铵化试剂的长度，全面讨论了QPSf-QBPEIX AEMs的微观结构特性及其对膜性能的影响。
