光致变色材料在装饰、防伪、光催化、智能窗、太阳能转换、光开关、光信息存储等多个领域有重要应用。国际光致变色研究权威M.Irie在新近主编出版的《NewFrontiersinPhotochromism》著作中指出,探索新型光致变色材料、改善光致变色反应性能、发展此前没有的光响应性能仍是光致变色研究领域的重要前沿。本论文主要针对含氮杂环芳香化合物的光致变色性能开展相关研究,拓展了“金属紫精”光致变色材料体系,开创了光生单重态氧材料新体系,并首次开展了紫精化合物的双光子吸收变色性能研究。主要发现点和创新点:1、围绕科学问题“能够稳定自由基的最小电子受体是什么”,首次发现单环芳香分子,如吡嗪,可有效作为电子转移光致变色材料的电子受体,并且可通过改变配位方式来调控材料的变色颜色和自由基变色产物的稳定性。该工作丰富了课题组前期开拓的“金属紫精”光致变色材料体系,为设计合成电子转移光致变色材料提供了一种新的候选配体。相关成果已发表在SCI收录期刊Chem.Commun.(IF = 6.57)上。2、在上述工作基础上,意外发现了一种合成方便、结构简单、水稳定性好、能够光生单重态氧的光致变色新化合物,并指出其单重态氧来自于材料的单重激发态与三重基态氧之间的能量转移。该工作开拓了光生单重态氧材料新体系,为光催化、光动力学治疗等提供了候选材料。3、围绕“什么结构有利红光/近红外光诱导光致变色”这一科学问题,提出了通过双光子吸来收拓展光响应波段的研究思路,合成首例光响应波段可达红光区域的的电子转移光致变色化合物。该工作拓展了电子转移光致变色材料的应用范畴,为提高材料的光响应性能提供了新的技术方案。本论文的主要内容有:第一章,介绍了本论文工作的相关背景及选题依据、目的和科学发现及所取得的相关研究进展;第二章,介绍实验药品、仪器和测试条件;第三章,主要介绍该论文中关于单环芳香分子的电子转移光致变色现象研究;第四章,介绍了电子转移光致变色过程中单重态氧的研究;第五章,主要探索红光/近红外双光子电子转移吸收光致变色化合物;第六章,对于本论文整体工作的总结与展望。