酞菁是一类重要的有机光电材料，设计合成新型酞菁化合物及其功能复合材料是当前的一个主要研究领域。本工作设计合成了一系列位（位）取代的对叔丁基苯氧基，中心元素分别为硅、锗、锡、铅和无金属酞菁，测量并对比了中心金属对光物理和光敏氧化性质的影响。然后将水溶性的酞菁分别与单壁碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯进行超分子自组装并研究对比了几种碳纳米材料与酞菁间光诱导电子转移速率。第二章是有关酞菁前体及第四主族酞菁的合成、提纯及表征。测试了所合成酞菁的红外光谱、紫外-可见吸收光谱、质谱、荧光光谱、荧光寿命和单线态氧量子产率，并进行了相互比较。取代基相同，中心元素不同的酞菁进行比较，随硅、锗、锡、铅原子序数增大，荧光量子产率降低，荧光寿命缩短，三重态量子产率增大，单线态氧量子产率增大。第三章成功组装了ZnPcS₄-SWCNT电子给体-受体对，以模拟光合作用的原初电子转移过程。用稳态和时间分辨荧光法研究了相应的给体-受体分子间和分子内光诱导电子转移速率，用激光闪光光解技术检测了生成的电荷分离态。ZnPcS₄-SWCNT电子给体-受体组装体在707nm处出现了基态特征吸收峰，但是复合体完全不产生荧光，主要归因于有效的分子内光诱导电子转移过程。瞬态吸收光谱检测到相应离子对，动力学衰减结果表明，电荷分离态寿命长达42μs。这一长寿命电荷分离态的形成，主要因为ZnPcS₄是良电子给体，SWCNT是好的电子受体，使得三重态电子转移能够发生，生成三重态电荷分离态。第四章研究了磺酸铝酞菁分别与单壁碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯的超分子自组装及其光物理和光化学性能，发现酞菁与单壁碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯都能形成复合物，但酞菁与石墨烯自组装形成的超分子相互结合能力更强，电子转移速率更高。