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光致磷光发射是指分子受光激发后从激发态通过辐射跃迁回到基态的过程,通常所观测到的磷光是从第一激发三重态（T1）辐射跃迁至基态（S0）而产生的。由于该跃迁过程中电子的自旋多重度发生改变,受自旋因子制约,其跃迁速率和磷光量子产率等都要比荧光过程（S1→S0）小得多,相应地,磷光的寿命较荧光要长。室温磷光（room temperature phosphorescence,RTP）也具有长寿命的特点,该类材料能够实现许多独特的光学性质,并能制造出传统荧光材料无法实现的先进光电器件,因此在光动力疗法、高灵敏生物成像、防伪、敏化太阳能电池及有机发光二极管（OLEDs）等方面有着潜在的应用价值。刚性平面结构的咔唑分子具有较高的三重态能量和空穴迁移率,分子中的氮原子上含有孤对电子,倾向于n-π*跃迁,能够促进系间窜越,有利于实现三线态的磷光发射,而且咔唑单体的3、6、9位反应活性高,易于通过引入不同的功能基团来调控其发光性质,所以目前所报道的大量的RTP分子为咔唑的衍生物。因此本文以咔唑为前驱体,设计合成了不同类型的RTP分子,研究不同分子结构和分子间堆砌方式对RTP寿命和强度的影响,进而为制备高效长寿命的RTP材料提供理论依据。1.首先以咔唑为前驱体,在N原子上引入不同碳原子个数（n=1,2,3,4,5）的烷基链,得到了一系列不含重原子的咔唑衍生物（Cn）。通过研究它们的磷光性质发现,在低温（77 K）时,它们的晶体均表现出超长磷光,磷光寿命达到了1.2–1.5 s,但是室温大气条件下,C1、C2和C5的磷光寿命大幅下降,分别为200、23和12 ms,即使在脱气条件下磷光寿命也仅有0.4–0.6 s,表现出了强的温度和氧气的依赖性。相较之下,C3和C4在室温大气环境中仍保持着较长的磷光寿命,分别为0.81和0.49 s,是一种很好的RTP材料。单晶解析和理论计算表明,烷基链长度影响了分子堆积和ISC,揭示了同系物效应对RTP及其环境敏感性的影响。2.本文以2,5-二甲基溴苯为前驱体,通过溴代、酯化、水解等一系列反应,得到了具有室温荧光-磷光双发射的材料（2-溴-1,4-苯撑）双（亚甲基）二乙酸酯（BrPh2OAc）和（2-溴-1,4-苯撑）二甲醇（BrPh2OH）。这些结构简单的小分子化合物在室温大气条件下均能观测到寿命为几个毫秒的光致磷光现象,其中BrPh2OAc的室温荧光和磷光量子效率分别达到了4.36%和6.79%。咔唑是一种商品化的廉价易得的荧光化学品,其化学反应活性位点丰富,类似于咔唑烷基化的方法,本文以双官能度的2-溴-1,4-二（溴甲基）苯作为取代试剂与咔唑反应,得到了咔唑与苯环非共轭连接的化合物9,9’-（（2-溴-1,4-苯撑）双（亚甲基））双（9H咔唑）（BrPh2Cz）。令人惊喜的是,BrPh2Cz晶体粉末在大气环境中表现出寿命长达317ms的明亮的室温磷光,在365 nm紫外灯照射下呈样品现粉色,具有荧光-磷光双发射现象,荧光和磷光效率分别为13.56%和6.33%。这对于高效长寿命的室温磷光和荧光-磷光双发射材料的设计合成具有指导意义。