“自下而上”自组装方法是构筑有机二维纳米结构的有效途径之一，在分子电子学、分子器件等领域具有潜在应用前景。基于非共价作用力构筑分子纳米结构已取得了一系列进展，但其结构缺乏必要的化学和机械稳定性，在一定程度上限制了其进一步应用。相比之下，基于共价键的分子纳米结构具有较好的稳定性，并可通过分子设计得到多样化、多功能化的超分子体系而受到人们的广泛关注。然而由于反应单体的组装构型不易控制，共价键可逆性差，形成的结构缺陷不易被修复等原因，制备高质量二维共价有机纳米结构仍然存在重大挑战。本论文发展了一种气固界面限制反应的方法，成功制备了一系列高度有序的二维共价有机分子纳米结构，并设计了同分异构合成二维共价网格的途径，从分子水平上对二维共价网格的生长动力学进行深入研究。主要研究内容包括:　　一、发展了气固界面限制反应的方法，成功构筑了高度有序二维共价有机网格结构。　　通过气固界面限制反应方法，发展了二维共价有机网格结构的组装方法学。在组装双组份的希夫碱sCOFs时，将难挥发的反应前躯体置于高定向裂解石墨(HOPG)上，加热将易挥发的反应前躯体升华至HOPG表面上与难挥发的反应物反应。这种方法能够大大降低微小成核点的产生，使得构筑的二维共价有机网格结构有序畴区显著增大。通过系统研究反应温度、反应单体在HOPG表面上的覆盖度等因素对网格生长的影响，提出了二维共价有机网格结构气固界面外延生长的机理。　　二、基于希夫碱反应的二维共价网格的生长动力学研究。　　我们通过调换两种前驱体的反应活性基团，设计了同分异构合成二维共价有机网格结构的途径，系统研究了不同反应温度下，同分异构反应前躯体在HOPG上反应所形成的结构及其转变过程。研究表明，两种途径中间过程组装图案的差异是由反应前躯体1，3，5-三醛基苯和1，3，5-三(4-氨苯基)苯在HOPG上的排列方式不同产生的，也影响了其各自不同的结构转变过程。另外，反应前躯体在表面的分子扩散，分子与基底的相互作用对结构转变过程也有很大的影响。分子骨架增大，升高温度其构筑的中间过程组装图案不能向共价有机网格结构转变。因此，反应前躯体和反应温度的选择对二维共价有机网格的合成过程起到重要作用。　　三、气固界面限制反应构筑多样拓扑结构的希夫碱共价聚合物。　　用气固界面限制反应方法，选择不同构型的反应物基元构筑了多样拓扑结构的高聚物。通过改变反应活性位点数和反应前躯体的分子构型，制备线型聚合物、zigzag线型聚合物、六次对称聚合物网格、四次对称聚合物网格等多样拓扑结构的高分子聚合物。相对于超高真空和溶液反应法，气固界面反应方法制备的表面聚合物聚合度高、有序度高。　　四、气固界面反应中组装过程与反应过程竞争关系研究。　　利用三聚氰胺与具有二次对称和三次对称多醛分子（对苯二醛和1，3，5-三醛基苯）的表面气固界面反应，构筑了三聚氰胺为端基的具有不同对称性的组装基元。扫描隧道显微镜研究表明，以三聚氰胺为端基的分子能够形成高度对称的二维多孔网格结构，三聚氰胺端基之间的氢键相互作用是构筑稳定表面二维网格结构的关键因素。