随着世界范围内化工、医药、农药以及材料等行业的发展,离子在这些领域中扮演的角色越来越重要。Fe³⁺不仅在生物过程中起着至关重要的作用,而且在叶绿素的合成、硝酸盐的还原等自然现象中也扮演着重要的角色。所以,对于其含量的控制非常重要。同时,离子污染和离子中毒事件也常有发生,比如:Cu²⁺、Cr³⁺和Pb²⁺污染,Hg²⁺和CN-中毒。因此,如何快速识别、检测和分离这些离子是极其重要的!鉴于此,本论文设计合成了三种用于重金属离子、过渡金属离子与有毒离子识别的传感器,并对其离子识别性能进行了研究。论文包括四部分:1、绪论介绍了离子识别的背景,聚集诱导荧光发射（aggregation-induced emission,AIE）效应及其研究进展,同时详细介绍了基于AIE效应的传感器在检测方面的研究,重点阐述了在离子检测、分子检测以及生物分子检测等方面的研究进展。2、基于长烷氧基链酰腙的超分子聚合物凝胶对多分析物的超敏检测我们将多种自组装驱动力和配位结合位点合理的引入同一分子,合成了一种功能化合物G。化合物G通过氢键、π-π堆积和范德华力等非共价键成功构建了一种具有蓝色AIE荧光的超分子凝胶OGV（1%,DMSO）。经过相关实验发现,该凝胶表现出对多分析物（离子）的超灵敏检测,即OGV对于水溶液中的Hg²⁺和Fe³⁺表现出荧光超敏响应特性,相应的荧光最低检测限为3.15×10^-9M和2.83×10^-9M。更重要的是,在凝胶OGV的体系中加入Hg²⁺和Fe³⁺之后,形成的金属离子配位的金属凝胶HgG和FeG可以高选择性和高灵敏性识别水溶液中的CN-和H2PO4^-,对应的荧光最低检测限分别为3.72×10^-9M和2.75×10^-9M。3、基于AIE的比色和“开启”荧光席夫碱传感器对水溶液中Fe³⁺的识别及应用在本章中,我们成功合成了香豆素席夫碱衍生物,AIE活性传感器G1,用于DMSO-H2O（1:9,v/v,pH=7.2）溶液中比色和荧光增强识别水溶液中的Fe³⁺。裸眼可以观察到Fe³⁺的加入使得溶液的颜色由无色变为黄色。荧光最低检测限为4.88×10^-7M。而且该识别过程对其它常见的金属阳离子(Fe³⁺、Ca²⁺、Hg²⁺、Cu²⁺、Ag+、Cd²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cr³⁺)有良好的抗干扰能力。更重要的是,在此基础上,成功制备和构建了基于传感器G1的离子检测试纸和分子逻辑门,用于有效方便地检测水溶液中的Fe³⁺以及拓展化学传感器G1的应用范围。4、基于功能化香豆素酰腙的新型超分子聚合物凝胶用于有毒离子的连续性检测本章我们设计并合成了一种新型的基于长烷氧基链酰腙的香豆素衍生物G2。其通过π-π堆积、范德华力和分子内氢键等非共价键形成具有绿黄色AIE荧光的超分子凝胶OGC（3%,n-BuOH/H2O）。超分子凝胶OGC可以高选择性和灵敏性连续检测有毒离子。即将各种阴离子（F^-、Cl^-、Br^-、I^-、H₂PO₄^-、AcO-、ClO₄^-、HSO₄^-、SCN^-、N₃^-、S₂^-和CN^-）加入凝胶OGC之后,只有CN^-和S^2-使得凝胶OGC的荧光由绿黄色变为蓝色,相应的荧光最低检测限为1.64×10_-8M和3.88×10_-8M。都低于WHO规定的饮用水中CN-(1.6×10^-6M)和S2-(1.5×10^-7M)的最低浓度。更重要的是,CN^-和S₂^-加入OGC之后形成的OGC-CN和OGC-S凝胶可以荧光猝灭连续性单一识别水溶液中的Fe³⁺和Ag⁺。其荧光最低检测限为1.44×10^-8M和2.53×10^-8M。最后,我们制备了基于超分子凝胶OGC的薄膜,该薄膜可快速检测水溶液中的CN^-和S^2-。凝胶OGC-CN和OGC-S的薄膜可分别连续性检测水溶液中的Fe³⁺和Ag⁺。