随着太阳能电池等光电产业迅猛发展,对光电材料的需求数量日趋增长。方酸菁类染料,以其独特的光电性能,如吸收波长从可见光分布到近红外区域、吸收强度大(ε≥105L·mol-1·cm-1),具有一定的光稳定性、带隙能小和结构可调性大等,已引起人们的广泛关注。但大多局限于小分子或对称方酸菁染料,不对称方酸菁染料,尤其是聚合物方酸菁染料的报道较少。本文采用方酸酯法设计合成了喹啉基半方酸菁及对称、不对称方酸菁,苯酚基对称、不对称方酸菁和方酸菁高分子染料,对合成条件进行优化探讨并对材料的结构对光学性能的影响规律进行详细的研究。在此基础上,将喹啉类半方酸菁成功地应用到对金属汞离子的比色分析上。论文主要内容如下：1.综述了方酸菁染料的研究进展,详细探讨了对称、不对称方酸菁的研究现状、合成方法及应用。2.选择产率较高的方酸酯合成法,设计合成了喹啉基半方酸菁、对称以及不对称方酸菁,采用紫外-可见光谱跟踪法,对半方酸菁以及方酸菁制备条件进行优化探讨。利用红外、核磁和元素分析等方法对化合物的结构进行了表征。3.为了研究分子结构与材料光学性能之间的关系,分别研究了喹啉类对称与不对称方酸菁的摩尔吸光系数、紫外最大吸收波长以及在溶液中的聚集效应。研究表明,目标方酸菁染料具有良好的光学吸收性能。喹啉环上引入给电子基团,有助于获得窄带隙,吸收波长更长的化合物。在以上研究基础上,选择对金属离子具有较强识别性能的半方酸菁分子(SSQ)作为比色分子传感器,应用到对Hg2+的选择性识别,用密度泛函理论对SSQ与Hg2+的作用机理进行探讨。4.通过不同的配料比,间苯三酚与方酸反应生成了苯酚基对称方酸菁以及苯酚基方酸菁高分子,间苯三酚与喹啉基半方酸菁反应生成了苯酚-喹啉基不对称方酸菁,利用红外、核磁等方法表征了产物的分子结构。通过利用荧光光谱、紫外光谱等方法对其光学性能的研究发现,间苯三酚方酸菁具有溶剂及pH响应,不对称较对称方酸菁带隙更窄、紫外吸收和荧光发射波长更长。UV-Vis、 FL、TGA、DSC测试结果表明方酸菁高分子是一种具有窄带隙、良好热稳定性的光学吸收材料。