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吩嗪作为一种含有多个氮原子的杂环化合物多年来一直在化学、化工、物理等学术领域占有一定的研究地位，在医药、农药、电池、导体、发光材料等领域也具有广泛的应用价值。近些年来，吩嗪及其衍生物在染料和荧光探针方面的应用研究最为广泛，但将合成的吩嗪衍生物作为荧光探针在纯水中检测并去除毒性离子还是很少有报道。因此本论文着重解决这些问题，并研究了吩嗪衍生物的合成及其在纯水相中对离子识别检测、吸附去除的应用，总共分为五部分：
在本论文的第一部分，我们总结了近些年来合成的各种吩嗪衍生物，以及各种吩嗪衍生物在阴阳离子识别方面的应用。结合这些研究，我们总结出了现阶段吩嗪衍生物在合成及离子检测方面的不足，找到了解决方案并提出我们的研究课题。
在第二部分的研究工作中，我们设计并合成了一种可溶性吩嗪盐酸盐(DAPH)。这种吩嗪衍生物的合成步骤简单，合成原料易得，价格低廉，能够大量生产。将其作为功能材料，发现该材料在纯水体系中可以与剧毒性氰化物中的CN?形成氢键，在荧光和紫外双通道下对CN?高选择、高灵敏地检测，对CN?的荧光最低检测限为10-9mol/L，达到超灵敏检测的效果。之后，我们将其分别应用到植物种子、自然水样和检测试纸中，发现DAPH的功能性和实际应用性能大，有较大的市场应用价值，利于作为功能材料广泛的应用。
在第三部分的研究工作中，为了进一步研究DAPH在金属阳离子检测方面的应用，我们将DAPH作为一种毒性金属阳离子的检测吸附剂进行了一系列系统的研究与应用。发现DAPH可以在纯水体系中高选择、高灵敏、单一性的检测和去除重金属离子Hg2+。通过一系列测试，发现DAPH是与Hg2+通过去质子化作用，形成螯合物从而阻碍了供电子效应的发生。再通过破坏DAPH分子间的π-π堆积作用和NH-π作用使其荧光猝灭，从而达到在纯水中选择性识别和去除Hg2+的效果，且去除率高达96.75%。之后，我们将其应用到硅胶板上，发现也有较好的检测效果。
在第四部分的研究工作中，我们设计并合成了一种可溶性羟基氨基吩嗪钠盐(AHPN)。该吩嗪钠盐的合成步骤简单易操作，绿色环保，合成原料简单易得，价格低廉，并且能够大量的生产。将其作为功能材料，发现在纯水体系中可与Cu2+以金属-配体的方式进行自组装，形成有机金属配合物使其在荧光和紫外双通道下对Cu2+进行检测。除此之外，AHPN在纯水中还对Cu2+有很好地吸附和去除效果，在测试的几组数据中，最低的吸附率也可以达到76%。我们也将AHPN对Cu2+的检测和吸附效果分别应用到植物表皮、自然水样和检测试纸中，发现其具有潜在的实际应用性和市场应用价值，并利于作为功能材料进行应用。
在第五部分的研究工作中，为了使吩嗪衍生物同时检测多种离子，我们设计并合成了一种三唑并吩嗪衍生物(PHTA)。该吩嗪衍生物的合成方法简单易操作，产率高，合成原料易得，价格低廉，可大规模生产。作为功能材料，我们发现其在溶剂为DMSO/H2O(7:3，v/v)中能够同时识别重金属离子Hg2+和Co2+，并发现不同含水量和时间也会对PHTA-Co配合溶液的荧光产生影响。这部分工作的重要意义在于：利用PHTA这种功能材料能够同时快速、方便地检测出两种重金属毒性离子。因此，通过该方法可将吩嗪衍生物作为功能材料连续检测两种毒性重金属离子，且实用性强，可被广泛应用。
在本论文的第一部分，我们总结了近些年来合成的各种吩嗪衍生物，以及各种吩嗪衍生物在阴阳离子识别方面的应用。结合这些研究，我们总结出了现阶段吩嗪衍生物在合成及离子检测方面的不足，找到了解决方案并提出我们的研究课题。
在第二部分的研究工作中，我们设计并合成了一种可溶性吩嗪盐酸盐(DAPH)。这种吩嗪衍生物的合成步骤简单，合成原料易得，价格低廉，能够大量生产。将其作为功能材料，发现该材料在纯水体系中可以与剧毒性氰化物中的CN?形成氢键，在荧光和紫外双通道下对CN?高选择、高灵敏地检测，对CN?的荧光最低检测限为10-9mol/L，达到超灵敏检测的效果。之后，我们将其分别应用到植物种子、自然水样和检测试纸中，发现DAPH的功能性和实际应用性能大，有较大的市场应用价值，利于作为功能材料广泛的应用。
在第三部分的研究工作中，为了进一步研究DAPH在金属阳离子检测方面的应用，我们将DAPH作为一种毒性金属阳离子的检测吸附剂进行了一系列系统的研究与应用。发现DAPH可以在纯水体系中高选择、高灵敏、单一性的检测和去除重金属离子Hg2+。通过一系列测试，发现DAPH是与Hg2+通过去质子化作用，形成螯合物从而阻碍了供电子效应的发生。再通过破坏DAPH分子间的π-π堆积作用和NH-π作用使其荧光猝灭，从而达到在纯水中选择性识别和去除Hg2+的效果，且去除率高达96.75%。之后，我们将其应用到硅胶板上，发现也有较好的检测效果。
在第四部分的研究工作中，我们设计并合成了一种可溶性羟基氨基吩嗪钠盐(AHPN)。该吩嗪钠盐的合成步骤简单易操作，绿色环保，合成原料简单易得，价格低廉，并且能够大量的生产。将其作为功能材料，发现在纯水体系中可与Cu2+以金属-配体的方式进行自组装，形成有机金属配合物使其在荧光和紫外双通道下对Cu2+进行检测。除此之外，AHPN在纯水中还对Cu2+有很好地吸附和去除效果，在测试的几组数据中，最低的吸附率也可以达到76%。我们也将AHPN对Cu2+的检测和吸附效果分别应用到植物表皮、自然水样和检测试纸中，发现其具有潜在的实际应用性和市场应用价值，并利于作为功能材料进行应用。
在第五部分的研究工作中，为了使吩嗪衍生物同时检测多种离子，我们设计并合成了一种三唑并吩嗪衍生物(PHTA)。该吩嗪衍生物的合成方法简单易操作，产率高，合成原料易得，价格低廉，可大规模生产。作为功能材料，我们发现其在溶剂为DMSO/H2O(7:3，v/v)中能够同时识别重金属离子Hg2+和Co2+，并发现不同含水量和时间也会对PHTA-Co配合溶液的荧光产生影响。这部分工作的重要意义在于：利用PHTA这种功能材料能够同时快速、方便地检测出两种重金属毒性离子。因此，通过该方法可将吩嗪衍生物作为功能材料连续检测两种毒性重金属离子，且实用性强，可被广泛应用。