光敏剂是一类具有特殊的光物理化学性质的分子,在三重态-三重态湮灭上转换、光催化、光动力治疗和氧传感方面具有广泛的应用。常用光敏剂通常可分为过渡金属配合物和有机光敏剂两类。传统过渡金属配合物存在可见光区吸收弱、三重态寿命有限等缺点,在应用方面有所限制。通过分子设计引入合适的发色团,既能提高过渡金属配合物在可见光区的吸光能力,又能有效延长其三重态的寿命进而促进能量传递效率。有机染料激发态寿命通常很短,三重激发态能量过高,因此能量传递效率较低。如果能在有机染料中引入重原子,则有可能引发系间穿越获得具有三重激发态的有机染料分子。有机染料黄素及其衍生物是诸多生物酶的结构和功能基元,具有无生物毒性的优点,是一种有机光敏剂。本文中我们选取黄素作为发色团,将其骨架直接与Ru^II配合物和卤素键合,以引入重原子效应来激活系间穿越通道,制备了两种光敏剂并进行了详细的结构和性能表征。具体工作如下:（1）利用Ru^II配合物电子给体和黄素电子受体特性,诱导激发态电荷转移,将黄素以炔键刚性连接到母体三联吡啶钌（Ru-0）上,合成出配合物Ru-1,并进行了结构和光物理性质表征。结果表明,相对于Ru-0,Ru-1的光物理化学性质得到了明显的改善,对可见光区的吸收明显增强(最大摩尔吸光系数从1.36×10⁴ M^-1 cm^-1升到2.34×10⁴ M^-1 cm^-1)。Ru-1的发射光谱可以被O₂淬灭,表明Ru-1是磷光发射。由于黄素与联吡啶配体之间的电子离域,Ru-1发光波长为651 nm比母体红移了56 nm。这是第一次观察到以黄素为配体的Ru^II配合物的磷光。通过纳秒瞬态吸收和DFT/TDDFT计算相结合,表明Ru-1是典型的配体定域三重激发态（³IL）。本文将其应用在了TTA上转换中,测得上转换效率为0.7%。此研究结果为磷光类过渡金属配合物的合理分子设计提供了有力的思路。（2）将重原子效应通过卤素取代方式直接引入到黄素的离域体系中来打开系间穿越通道,将Br直接键连在黄素骨架上,制备了溴代黄素（dibro-flavin）,并进行了详细的结构和性质表征。与黄素母体而言,溴代黄素具有更强的紫外可见光吸收(最大摩尔吸光系数从1.01×10⁴ M^-1 cm^-1升到1.90×10⁴ M^-1 cm^-1)。由于Br的重原子效应,溴代黄素发光量产率相对黄素有所降低（从37.7%降到5.5%）,但系间穿越更加有效,导致单线态氧量子产率极大增高（从55.3%升到92.2%）。我们将其应用于硫醚的光催化氧化,发现在相同反应时间溴代黄素的光催化氧化能力至少是黄素的2⁵倍,进一步验证了我们的设计思路。此外,我们还发现溴代黄素敏化的光催化氧化反应具有选择性。最后,我们验证了硫醚催化氧化过程中具有两种活性氧物种—单线态氧和超氧负离子自由基。此研究结果为光催化氧化新型有机光敏剂的设计和应用奠定了基础。