针对传统硫化氢检测方法灵敏度低的问题, 以1,8-萘酰亚胺为荧光基团, 基于H2S的还原性, 通过在荧光分子结构上引入具有氧化性的硝基, 合成一种可与硫化氢气体发生氧化还原反应生成有荧光响应的小分子荧光探针。 该探针本身荧光十分微弱, 且荧光峰值在λ=467 nm和λ=522 nm处。 与H2S反应之后, 522 nm处的荧光效应消失, 467 nm处的荧光效应显著增强。 测定小分子荧光探针在通入H2S气体前后的荧光光谱, 分析467 nm处的荧光强度与气体浓度关系。 结果表明: 荧光光谱法检测出的H2S气体浓度与荧光强度之间存在很强的线性关系, 相关系数为0.979 3, 最低可检测极限可达0.88×10-6 mol·L-1量级。 表明基于1,8-萘酰亚胺衍生物的荧光光谱检测法可为油气田H2S气体浓度的的快速测定提供参考。

以1,8-萘酰亚胺、壳聚糖、盐酸吗啉胍为原料，通过酰亚胺化、席夫碱等反应，设计合成了一种萘酰亚胺接枝壳聚糖类增强型荧光探针(NCFP)。采用红外、核磁共振等技术对其结构进行表征，利用荧光光谱研究了其光谱性能及对金属离子的识别作用。研究结果表明，合成的荧光探针对Al3+具有较高的选择识别性能，且受常见离子的干扰较小。探针的荧光强度与Al3+浓度(29.90～253.41 μmol/L)有良好的线性关系，线性相关系数 R2=0.997 9，Al3+的最低检出限达4.279 μmol/L，Jobs曲线表明，荧光探针与Al3+的络合比为1∶1。

为了实现萘酰亚胺水性化以及提高与纸张的结合性，通过乳液聚合法制备了聚苯乙烯荧光乳液，并对其合成条件进行了优化。通过红外、凝胶渗透色谱法确定其结构；利用紫外、荧光光谱测定其光学性能；采用扫描电镜和透射电镜对其形貌进行了观测。通过计算得出其荧光量子产率为78.57%。聚合物涂布于纸张表面后，初始白度增大了8.19%(ISO)。在紫外老化箱老化48 h后，涂有聚合物的纸张的白度分别比空白纸和涂有小分子荧光增白剂的纸张下降了3.68%(ISO)和3.16%(ISO)，说明所制得的聚合物乳液与纸张结合性好，具有一定的增白及返黄抑制作用。

以1,8-萘酐、N,N-二甲基乙醇胺、三乙烯四胺为原料，通过酰亚胺化、缩合等反应，合成一种萘酰亚胺荧光探针，并通过核磁氢谱、红外光谱结构表征，测定了探针在乙醇与水的混合溶液中的荧光光谱。考察了金属离子浓度等因素的影响，对其配位机理进行了研究。结果显示，目标产物在乙醇-水溶液中对Fe3+表现出了专属选择性识别性能，在(1.87~ 6.53)×10-6 g/mL 的Fe3+浓度范围内，探针荧光强度与 Fe3+浓度有很好的线性关系，线性相关系数R=0.995 3，检出限为405.1 ng/mL。

利用B3LYP/6-31G(d)方法优化了一系列N取代1, 8-萘酰亚胺类物质的结构, 利用含时密度泛函TD-B3LYP/6-31+G(d)方法及C-PCM模式, 计算了它们在气相及二氯甲烷溶剂中的吸收和发射光谱。 利用计算得出的前线轨道电子云分布及其对应的能级对它们的取代基对电子吸收光谱的影响进行了讨论。 结果表明: 此种方法计算出的二氯甲烷溶剂中的1, 8-萘酰亚胺的吸收光谱与实验光谱比较吻和。 取代CO基团的CN基团及其成环在吸收光谱和发射光谱中发挥了重要的作用。 酰亚胺结构上的改性即CN基团的引入及在萘环上取代基一方面引入了结构上的不对称性, 导致了衍生物的偶极矩的增大; 同时结构上的改性扩展了萘酰亚胺共轭结构。 4位取代NO2衍生物从基态到第一激发态的Mulliken原子电荷比5位多一些, 这意味着5位取代NO2衍生物提供了较多的电子。 对N(Ph)2 和N(Me)2衍生物而言, 他们4位取代衍生物提供了更多的电荷。 前线轨道电子云表明: OCNCN基团改性扩展和N(Me)2, N(Ph)2和NO2取代基拓展了这类分子的π—π*跃迁范围, 从而使得前线轨道能级差降低, 它们的吸收和发射光谱也发生了一定程度的红移。 对给体取代基而言, 它们的4位是电子传输态; 对受体取代基NO2而言, 它们的5位是电荷传输态。 当NO2基团与CO基团在同一侧及当N(Me)2和N(Ph)2与在CN在同一侧时, 此类化合物具有较好的传导特性。 从化合物1到4, 吸收光谱红移了139 nm。 电荷传输越明显, 吸收光谱红移的就越多。 OCNCO的结构改性及其电荷传输机理为今后的萘酰亚胺类物质的分子设计提供了设计理论依据。

以4-溴-1, 8-萘酐为原料合成了新型萘酰亚胺衍生物N-正己基-4-苄胺基-1, 8-萘酰亚胺(HBN), 通过NMR和MS表征了其结构。利用荧光光谱研究它对铁离子(Ⅲ)的识别作用。实验显示, 在C2H5OH/H2O (φ: 1/1)体系中, 当Fe3+浓度为4×10-7~1×10-2 mol·L-1时, HBN荧光强度随Fe3+浓度增加大幅度下降。线性回归方程为: F0/F=623.253 2cFe3++0.964 2 (R2=0.996 3)。常见金属离子, 如Ca2+, Na+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Co2+, Ni2+, Mn2+及Fe2+等, 均不干扰HBN对Fe3+的识别。结果表明, HBN对Fe3+具有较好的选择性和灵敏度。

设计并合成了萘酰亚胺衍生物N-正己基-4-［2-(3-苯基硫脲)-乙氨基］-1,8-萘酰亚胺(HTN), 通过NMR和MS表征了其结构。利用荧光光谱法研究了HTN对苦味酸(PA)的识别作用。研究发现, 在C2H5OH/H2O (2∶1)体系中, HTN荧光强度随PA浓度的增加而大幅度下降。PA浓度在1×10-6~5×10-4 mol·L-1范围内时, 猝灭率(I0-I)/I0与［PA］0.5呈线性关系,R2=0.995 5。常见苯系物, 如苯胺、苯甲醛、三硝基甲苯、苯酚、苯乙烯、吡啶、对甲苯磺酸、甲苯、硝基苯及氯苯等均不干扰HTN对PA的识别。结果表明, HTN对PA具有较好的选择性和灵敏度。

萘酰亚胺衍生物是一类发光效率优良的电子传输型电致发光材料。本文采用亲核取代反应将其作为聚合物主链的一部分构成主链含1,8-萘酰亚胺的聚芳醚型发光聚合物(PENI)，聚合物的重均分子量为4 300。通过FT-IR和NMR对单体及聚合物的结构进行了鉴定，并研究了其光致发光性能和电化学性能。在分子量较小时，PENI薄膜的PL发射峰位于407,456,530 nm; 当聚合物分子量提高后，发射峰红移14 nm左右。采用循环伏安法测得聚合物的HOMO和LUMO分别为-5.64 eV和-2.93 eV，Eg为2.71 eV。

设计合成了一个萘酰亚胺类SCN-离子探针NNN，其合成方法简单，条件温和。能够在水溶液中专一识别SCN-离子，检测浓度最小可以达到20 μmol/L，随着SCN-离子的加入，化合物NNN吸收光谱蓝移了60 nm，从黄色变为无色，这种明显的颜色变化，有利于可视观察。通过双波长比例变化，可以实现SCN-离子20 μmol/L~0.8 mmol/L范围内的定量检测。SCN-离子能够猝灭化合物NNN的荧光，荧光强度前后变化明显，荧光量子产率由原来的0.33减弱到0.02。通过荧光光谱和吸收光谱两种手段实现对SCN-的检测，选择性好，灵敏度较高。