聚吡咯（PPy）是一种电阻小、导电性能优异、环境友好型的共轭高分子材料,在蛋白质分离及DNA吸附等生物医学领域、超级电容器及太阳能电池等环境、能源领域具有广泛的应用前景。由于卟啉（TPP）独有的大π共轭电子结构导致其在分析化学、光限幅器件、光动力学治疗等领域存在一定的应用价值。石墨烯独有的单层碳原子结构决定其表现为良好的电荷/空穴迁移效率、较大的杨氏模量、较高的热导率,因此在非线性光学、高速晶体管、储能等光电及能源领域存在一定的应用价值。当石墨烯被浓硫酸及浓磷酸氧化后,表面会出现许多诸如羟基、羧基的含氧官能团,这使得氧化石墨烯相对于石墨具有更好的分散性。由于聚吡咯及其衍生物具有非常高的π电子离域特性,使得其成为了光限幅领域的新宠,但聚吡咯在水及其它有机溶剂中溶解性能差的缺点成为了阻碍其应用于光限幅器件时的最大障碍。因此,我们通过对聚吡咯进行改性,不但在聚吡咯上引入了有机官能团以改善其溶解性,而且在聚吡咯高分子链上引入了能够与卟啉共价连接的活性官能团,同时该活性官能团的存在也可以使该改性聚吡咯与卟啉类化合物进行活性自组装。此外,聚吡咯-卟啉复合材料中未参加反应的活性酚羟基也可以与石墨烯进行共价连接,以改善材料的非线性性能。基于以上讨论,我们合成了三种新型的卟啉、氧化石墨烯功能化聚吡咯非线性光学功能材料。第二章通过共价功能化的方式合成了金属卟啉化合物功能化改性聚吡咯（MTpp-Ph-PPy）光限制纳米复合材料,通过傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱、综合热分析等表征手段分析证明了卟啉类化合物与改性聚吡咯的成功共价功能化;并通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等表征手段证明了卟啉与聚吡咯之间存在明显的电子与/或能量的转移。最后通过Z-扫描技术对其进行非线性光学活性（含光限幅）的测试与研究,结果证明金属卟啉共价功能化聚吡咯纳米复合材料具有比聚吡咯、卟啉单体以及非金属卟啉共价功能化聚吡咯纳米复合材料更加优异的非线性光学响应,这可能是因为卟啉大分子与改性聚吡咯之间不同非线性光学机理的协同作用。由于第二章在聚吡咯上共价连接了卟啉以后其非线性光学性能得到了较大的改善,我们猜测如果将改性聚吡咯与卟啉进行自组装功能化,这样得到的杂化材料其非线性光学响应也会有较大的改善,基于此我们合成了三种不同的自组装功能化杂化材料（PPy/TPP、PPy/TPP-OH、PPy/TPP（OH）₄等）。通过傅里叶红外光谱、热重分析、拉曼光谱等表征手段证明了自组装纳米杂化材料的合成成功,并通过紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱等光谱学手段证明了卟啉化合物与改性聚吡咯之间存在明显的电子与/或能量的转移。最后通过Z-扫描手段表征了这七种材料的非线性光学性能,结果证明卟啉自组装功能化改性聚吡咯复合材料具有比相应的卟啉单体以及改性聚吡咯单元更加优异的非线性光学活性,这可能归因于卟啉与改性聚吡咯之间不同非线性光学机理的协同作用。第三章通过有机官能团反应成功的合成了金属卟啉-聚吡咯-石墨烯三元复合材料（MTpp-PPy-GO）。通过紫外-可见吸收光谱、傅里叶红外光谱、拉曼光谱以及热重分析等表征手段证实了卟啉-聚吡咯-石墨烯三元复合体系的成功合成。通过荧光光谱我们发现当卟啉与聚吡咯、石墨烯等共价连接以后其发射峰出现了不同程度的荧光猝灭,引入金属离子后导致卟啉的荧光猝灭程度增加,且发射峰位置出现了一些红移。结果表明,卟啉与聚吡咯以及聚吡咯-石墨烯之间存在光生电子与/或能量的转移。