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苝酰亚胺(Perylene Diimide，PDI)及其衍生物具有优异的光电性质和化学稳定性，并且具有灵活的自组装能力。因此，苝酰亚胺类衍生物在液晶显示、有机场效应晶体管、太阳能电池、荧光传感器等领域具有广阔的应用前景。通过化学修饰可改变苝酰亚胺的能级结构和聚集态结构，进而赋予其新的发光性质和非线性光学性能，具有重要的科学意义和应用价值。
本论文以3,4,9,10-苝四羧酸二酐为原料，首先在酰亚胺位引入笼状倍半硅氧烷(POSS)取代基得到POSS-PDI-POSS，然后在其湾位进行硒杂环化反应，制备了一种硒杂环苝酰亚胺衍生物(POSS-2SePDI-POSS)。紫外-可见吸收谱、荧光光谱、X-射线衍射等实验结果表明：湾位硒环化修饰使PDI衍生物的吸收光谱出现明显的蓝移；POSS取代基的空间位阻效应可有效抑制SePDI芳核的连续堆积，甚至使分子自组装为具有离散超分子结构的晶体。但另一方面，硒环化修饰也使POSS-2SePDI-POSS的溶液和晶体发光效率急剧下降。瞬态吸收光谱表明硒原子的引入增加了PDI分子的系间窜越几率，使分子的激发态吸收能力显著增强。Z-扫描实验结果表明硒环化修饰使PDI由饱和吸收材料转变为激发态吸收主导的反饱和吸收材料，在光限幅等非线性光学领域具有潜在的应用价值。
此外，本论文还将葡萄糖酰胺类凝胶因子(A6和A12)作为手性取代基引入苝酰亚胺体系，合成了四种不对称取代的苝酰亚胺衍生物(C10C8-A6PDI， POSS-A6PDI，C10C8-A12PDI，POSS-A12PDI)，并对其光学性质和凝胶性能进行了系统研究。紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、圆二色光谱仪和圆偏振发光光谱仪等实验结果表明：C10C8-A6PDI和POSS-A6PDI在芳烃溶剂和酯类溶剂中有良好的凝胶能力；在甲苯凝胶中均有明显的圆偏振发光性能。C10C8-A12PDI和POSS-A12PDI在芳烃溶剂和酯类溶剂中也有良好的凝胶性能。在乙酸丁酯凝胶中，C10C8-A12PDI没有圆偏振发光信号，而POSS-A12PDI具有圆偏振发光性质。
本论文以3,4,9,10-苝四羧酸二酐为原料，首先在酰亚胺位引入笼状倍半硅氧烷(POSS)取代基得到POSS-PDI-POSS，然后在其湾位进行硒杂环化反应，制备了一种硒杂环苝酰亚胺衍生物(POSS-2SePDI-POSS)。紫外-可见吸收谱、荧光光谱、X-射线衍射等实验结果表明：湾位硒环化修饰使PDI衍生物的吸收光谱出现明显的蓝移；POSS取代基的空间位阻效应可有效抑制SePDI芳核的连续堆积，甚至使分子自组装为具有离散超分子结构的晶体。但另一方面，硒环化修饰也使POSS-2SePDI-POSS的溶液和晶体发光效率急剧下降。瞬态吸收光谱表明硒原子的引入增加了PDI分子的系间窜越几率，使分子的激发态吸收能力显著增强。Z-扫描实验结果表明硒环化修饰使PDI由饱和吸收材料转变为激发态吸收主导的反饱和吸收材料，在光限幅等非线性光学领域具有潜在的应用价值。
此外，本论文还将葡萄糖酰胺类凝胶因子(A6和A12)作为手性取代基引入苝酰亚胺体系，合成了四种不对称取代的苝酰亚胺衍生物(C10C8-A6PDI， POSS-A6PDI，C10C8-A12PDI，POSS-A12PDI)，并对其光学性质和凝胶性能进行了系统研究。紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、圆二色光谱仪和圆偏振发光光谱仪等实验结果表明：C10C8-A6PDI和POSS-A6PDI在芳烃溶剂和酯类溶剂中有良好的凝胶能力；在甲苯凝胶中均有明显的圆偏振发光性能。C10C8-A12PDI和POSS-A12PDI在芳烃溶剂和酯类溶剂中也有良好的凝胶性能。在乙酸丁酯凝胶中，C10C8-A12PDI没有圆偏振发光信号，而POSS-A12PDI具有圆偏振发光性质。