高灵敏、快速、特异性识别检测危险化学品（危化品）技术的开发，对避免危化品相关公共安全事件的发生具有重要意义。荧光探针因其分子结构可调、官能团性质丰富、发光效率高、响应速度快及特异性好等优异的物理化学性质，成为危化品可视化检测研究领域的前沿热点。本论文着眼于探索基于荧光探针的典型危化品可视化检测方案，通过调控荧光探针的官能团结构和识别位点，深入探究探针分子结构调控对危化品可视化荧光检测性能的影响机制，以期获得具有灵敏度高、响应速度快及特异性好等特征的荧光探针。针对危化品荧光传感机制和可视化检测性能的研究，主要研究内容和结果分为四个部分：1、基于探针识别位点邻位基团效应的酸碱可视化检测机制研究针对腐蚀性酸碱危化品气氛可视化实时监测的难题，基于H+和OH-诱导的荧光探针质子化和去质子化化学反应，提出了利用氨基和羧基的邻位基团效应，设计合成了2-（3-氨基-4-羧基苯基）苯并噻唑荧光色变探针。通过H+诱导探针的氨基质子化与邻位羧基形成分子间氢键，改变了氨基和羧基与荧光团的共轭结构，导致探针荧光发射由486 nm（天蓝色）转变为597 nm（橙红色）；而OH-诱导探针的去质子化导致光谱从486 nm转变为465 nm（蓝色）。利用荧光色变探针制备的硅胶板传感器对HCl气体的裸眼检测限达1 ppm，响应时间<30 s，对约20种干扰物不产生明显响应。总体上，提出的基于H+/OH-诱导氨基质子化/羧基去质子化的识别基团邻位效应探针分子设计策略，显著提升了探针对酸碱的视觉敏感度、检测限、响应时间和特异性等性能参数，对腐蚀性酸碱危化品的荧光探针设计具有借鉴意义。2、基于探针识别位点吸电子基团调控的肼可视化检测机制研究针对肼分子氨基基团强还原特性，利用荧光素作为发光中心，通过其酚羟基和苯甲酸衍生物的羧基反应，提出了通过调控苯甲酸上硝基（-NO2）、氰基（-CN）和卤素（-F）等基团的吸电子能力的PET荧光点亮探针设计策略。吸电子基团调控了肼与PET探针酯键裂解反应的电子转移过程，导致探针荧光团（电子给体）最低未占分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO）能级和识别基团（电子受体）LUMO能级差随着三种基团吸电子能力的降低而减小，分别为0.67 eV（-NO2）、0.20 eV（-CN）和0.10 eV（-F）。三种基团吸电子能力和荧光团-识别基团的能级差共同决定了探针对肼的响应特性和检测性能。其中，-CN基探针对肼的检测显示出绿色荧光发射（526 nm），检测限达2 nM（64 ppt），响应时间<10 s，对约20种干扰物不产生明显响应。总体上，提出的基于探针识别位点吸电子基团调控的荧光点亮型探针分子设计策略，显著提升了探针对肼检测的灵敏度、响应时间、特异性等参数，对易燃易爆危化品的荧光检测方法设计具有指导意义。3、基于探针荧光团结构调控的过氧化氢可视化检测机制研究着眼于解决苯硼酸频哪醇酯基荧光探针分子检测过氧化氢反应中醚键断裂后荧光团发光不稳定导致检测性能差的问题，将氯引入到荧光素羟基邻位以抑制荧光团（二氯荧光素）羟基质子化引起的螺环结构闭合以提高检测光谱的稳定性。利用二氯荧光素和4-溴甲基苯硼酸频哪醇酯发生取代反应，制备可见光区无荧光发射的探针分子。由于探针最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO）与LUMO的能级差高达4.93 eV，导致其荧光发射（273 nm）处于紫外不可见区域。当过氧化氢与之反应后，二氯荧光素的螺环结构被打开，导致其本征发射显现（HOMO与LUMO能级差为2.95 eV，荧光发射为525 nm），对过氧化氢的可视化检测限达13.6 nM，响应时间<20 s，对20种干扰物不产生响应，光谱强度不受pH环境影响。总体上，提出的基于探针荧光团结构调控的荧光点亮型探针分子设计策略，显著提升了探针对过氧化氢检测的灵敏度、响应时间、特异性、稳定性等参数，为氧化剂类危化品的荧光检测方法设计奠定了理论和实验基础。4、基于探针荧光团结合位点调控的亚硝酸盐可视化检测机制研究针对亚硝酸盐荧光点亮检测响应慢、特异性差、检测限低等问题，提出了探针分子荧光团的活性位调控与亚硝酸盐反应形成多氮环状杂化分子稳定结构的荧光点亮设计策略。苯并噻唑（Benzothiazole，BT）荧光团结合在苯胺邻位时形成荧光探针分子（ortho-BT），BT高活性位（=N-）与重氮盐（亚硝酸盐与探针氨基反应）发生分子内偶联反应，生成苯并噻唑三嗪绿色荧光产物（530 nm）。实现了对亚硝酸盐的低检测限（溶液40 nM，固体2.2 fg），快响应（<5 s），特异性（超过40种干扰物无干扰）检测。与荧光团对位（para-BT）和间位（meso-BT）活性位调控无荧光发射相比，ortho-BT活性位调控提供了一种荧光点亮型亚硝酸盐探针分子设计策略，显著提升了亚硝酸盐检测的灵敏度、响应时间、特异性等参数，为有毒有害类危化品的荧光检测方法设计提供了新思路。