因为当今社会的不断发展,越来越多的离子被不经意地倒入自然环境中,对人们的健康和生活方式产生重大影响,因此,检测环境和生物有机体中的离子仍然是重要的研究领域。与传统的检测方法（如离子选择电极法、伏安法、原子吸收光谱法）相比,由于荧光传感器的操作简单、灵敏度高、选择性好、快速的响应时间而被广泛的应用。在已报道的荧光化学传感器中,基于二芳烯分子的荧光化学传感器具有显著的抗疲劳性,优异的热稳定性和多重响应的光可切换特性成为研究的热点。Cu²⁺作为生物体内一种必需的微量重金属元素和必需营养素,在各种基础生理过程中起着重要作用;铝是地壳中第三丰富（约8%重量）的元素,并且在大多数动植物组织以及天然水中发现;锌是生物体中第二丰富的过渡金属离子,在人体健康中起着不可或缺的作用,它可以影响许多器官系统,如胃肠道,中枢神经系统和生殖系统;又因为CN^-对生物及环境的毒性极高而使其受到了广泛的关注和研究。因此设计一系列检测Cu²⁺、Al³⁺和Zn²⁺及阴离子CN^-的高选择性和高灵敏度的荧光化学传感器,是非常重要的。相较以往那些对上述离子具有单一响应的荧光化学传感器,设计合成具有多重响应的二芳烯荧光化学传感器更具实际意义。本论文在此基础上设计合成了四种含氮/氧基团的二芳烯化合物,并对这些化合物的光致变色性能和其对阴阳离子的选择性进行了系统研究。论文的主要研究内容如下:第一章介绍了化学传感器、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、CN^-荧光化学传感器的研究进展、二芳烯化合物的研究进展,以及基于二芳烯分子的Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、CN^-荧光化学传感器的研究进展,最后提出了本课题的研究内容。第二章设计合成了一种含苯并恶二唑基团的新型二芳烯传感器DT-1O,对其性质进行了系统测试和深入研究。DT-1O在色谱乙腈溶液中表现出良好的光致变色性质和荧光开关性质,并且化合物DT-1O可专一性检测识别Cu²⁺,DT-1O还可以在紫外通道上识别酸碱。第三章设计合成了一种含苯基吡唑基团的二芳烯传感器DT-2O,对其性质进行了系统测试和深入研究。其中,DT-2O在色谱甲醇溶液中表现出良好的光致变色性质和抗疲劳性质,另外DT-2O可选择性识别Al³⁺和Zn²⁺,通过核磁、质谱等方法进一步确定了DT-2O和Al³⁺和Zn²⁺的络合位点及方式。第四章设计合成了两种含苯并呋喃甲酰胺基团的二芳烯传感器DT-3O和DT-4O,其中,DT-3O和DT-4O都表现出良好光致变色性能,初始状态下DT-3O和DT-4O都是无色,经紫外光照射后,DT-3O显蓝色,而DT-4O显紫色,它们都可高选择性识别Zn²⁺和CN^-。对DT-4O的性质进行了系统测试和深入研究。通过核磁、质谱等方法进一步确定了DT-4O和Zn²⁺的络合位点及方式。