电致变色是指在外加电压的作用下,电致变色材料的光学属性如透过率和反射率等发生可逆变化的现象,在视觉上直观表现为颜色的可逆变化。紫精是一类具有联吡啶分子结构的有机小分子化合物,具有好的氧化还原性质和好的结构可调性,受到电致变色领域研究者的密切关注。本论文中,作者合成了一系列紫精衍生物（见下述分子结构）,通过核磁共振谱(¹H NMR和¹³C NMR)和质谱（MS）对所合成紫精衍生物的分子结构进行了表征和确认。本论文中,作者首先利用紫外-可见光（UV-vis）吸收光谱图以及循环伏安（CV）曲线对所合成紫精衍生物的光、电性能进行了研究。研究结果表明,这些紫精衍生物均具有好的氧化还原性能,在200～800 nm的波长范围内有吸收。随后,将紫精衍生物作为电致变色活性材料制备了凝胶型电致变色器件,研究了相应器件的电致变色性能。具体研究内容包括:单取代紫精衍生物及其相应的电致变色器件:分别以单取代紫精衍生物TPAV⁺（PF₆^-）、PPV⁺（PF₆^-）和PCV⁺（PF₆^-）作为电致变色活性层组装了凝胶型电致变色器件ECD 1、ECD 2和ECD 3,器件结构为:ITO玻璃/凝胶电解质（其中含单取代紫精衍生物和二茂铁）/ITO玻璃。对器件的电致变色性能进行了研究,结果发现:三种单取代紫精衍生物TPAV⁺（PF₆^-）、PPV⁺（PF₆^-）及PCV⁺（PF₆^-）均是阴极电致变色材料,在电化学氧化还原条件下,它们均可以发生可逆的颜色变化。ECD 1可以在橙色和红色之间发生可逆变化;ECD 2可以在黄色和紫红色之间发生可逆变化;ECD 3可以在黄色和黄褐色之间发生可逆的颜色变化。其中,ECD 2和ECD 3在563 nm处具有较高的光学对比度,分别为66.4%和59.8%。相比ECD 3,ECD 1和ECD 2具有较低的电致变色驱动电压以及较好的电致变色循环稳定性。双取代紫精衍生物及其相应的电致变色器件:分别以双取代紫精衍生物2TPAV²⁺（PF₆^-）₂、2PPV²⁺（PF₆^-）₂和2PCV²⁺（PF₆^-）₂作为电致变色活性层组装了凝胶型电致变色器件ECD 4、ECD 5和ECD 6,器件结构为:ITO玻璃/凝胶电解质（其中含双取代紫精衍生物和二茂铁）/ITO玻璃。对器件的电致变色性能进行了研究,结果发现:双取代紫精衍生物2TPAV²⁺（PF₆^-）₂、2PPV²⁺（PF₆^-）₂和2PCV²⁺（PF₆^-）₂也均是阴极电致变色材料,在电化学氧化还原条件下,它们均可以发生可逆的颜色变化。ECD 4可以在紫红色和红棕色之间发生可逆变化;ECD 5可以在黄色和橘红色之间发生可逆变化;ECD 6可以在橙色和深绿色之间发生可逆的颜色变化。相比ECD 4,ECD 5和ECD 6具有较低的电致变色驱动电压,同时在617 nm处具有较高的光学对比度以及较高的着色效率。ECD 5和ECD 6的电致变色驱动电压均为-1.2 V,在617 nm处的着色效率分别为69 cm²/C和137 cm²/C,光学对比度分别为51.4%和62.1%。