有机半导体材料由于可以弥补无机半导体材料延展性差等缺点在光电功能材料领域备受关注。苝酰亚胺（PBI）富电子的苝核与吸电子酰亚胺基团之间存在的强共轭使得PBI具有一定的电荷传输能力,加上其优异的荧光性能,使其在有机n型半导体,荧光探针等领域有巨大潜力和应用前景;PBI大的π共轭平面结构使得分子易自组装成微/纳米聚集体,可以有效实现分子尺寸上对材料结构的构筑,且最终PBI功能材料所表现出的性能主要取决于自组装后聚集体的形貌结构,因此适当设计分子结构和自组装环境来改变自组装驱动力,进而调控聚集体的形貌结构和性能,以获得新型PBI功能材料是目前PBI自组装的研究热点。因此本文设计合成了四种含叔胺基团PBI衍生物,考察了不同自组装环境下形成的聚集体的形貌,探讨了分子结构和自组装环境对聚集体形貌和光物理性能的影响,具体研究内容及结果如下:1.合成了不同碳链长度叔胺基取代的PBI衍生物分子MDI-PBI、EDI-PBI、MPI-PBI和AEP-PBI,通过核磁波谱和红外光谱确认了目标化合物成功合成。2.将四种分子分别在含不同浓度盐酸的HCl_aq/THF组装体系中自组装,对聚集体的形貌结构和光物理性能进行了考察,并对四种分子的结构进行了优化计算。研究结果表明,MDI-PBI、EDI-PBI和AEP-PBI在体系中H⁺与叔胺基浓度之比r分别达到3:1、5:1和20:1时形成的聚集体由红色变为蓝色,且当r分别在3:1-2500:1、5:1-15000:1和7:1-2500:1的范围时形成纤维状聚集体,纤维曲率随r增大有增加趋势;MPI-PBI在3:1-7:1的范围内同样能形成纤维状聚集体,但聚集体不存在颜色变化和弯曲现象;四种分子均形成J型聚集体,荧光未因分子聚集而猝灭,但蓝色的MDI-PBI,EDI-PBI和AEP-PBI聚集体最大吸收峰从分子状态的570nm红移至620nm左右,发射光谱特征吸收峰存在30nm左右斯托克斯位移,而MPI-PBI的19组红色聚集体的最大吸收峰均只红移至580nm左右,发射光谱存在60nm左右的斯托克斯位移。分子结构优化计算的结果中,EDI-PBI和AEP-PBI分子平面扭转二面角接近0°,而另外两分子为13°左右,结构优化计算结果与形貌变化结果相符;另外,四种分子的带隙宽度均在1.28eV左右,符合有机太阳能电池材料的要求。X射线衍射的结果证明相同情况下MDI-PBI等分子形成的蓝色聚集体和MPI-PBI形成的红色聚集体中存在两种不同堆积方式。3.分别采用相转移法和快速溶剂扩散法考察了MDI-PBI和MPI-PBI在两种有机溶剂相体系:甲醇/THF,正己烷/THF中自组装,重点探讨了快速溶剂扩散法自组装得到的聚集体的形貌,光物理性能以及分子堆积模式,研究结果表明,两种分子在由弱到强的疏溶剂化作用下自组装时,聚集体形貌可以发生纳米球到长径比较高的纳米线（带）的转变,且聚集体类型均为J型聚集体。偏光干涉实验的结果表明MDI-PBI和MPI-PBI分子朝着不同方向生长的驱动力不同,V_甲醇:V_THF=5:1情况下MDI-PBI形成的纳米带长轴方向的驱动力是分子间π-π堆积作用,短轴方向为疏溶剂化作用,MPI-PBI刚好相反。4.利用磺化石墨烯分子SGO与R-PBI分子间的π-π堆积,氢键和电荷相互作用,成功将SGO与R-PBI自组装得到热稳定性更强的R-PBI/SGO-1聚集体。