碳纳米管自发现以来就备受关注,是近年来最重要的碳纳米材料之一,具有力学、电学、光学、热学等优异性质,在物理、化学、生物、材料、医学等领域都有广阔的应用前景。碳纳米管的非共价修饰是基于分子间的弱相互作用力,包括范德华力、π-π堆叠、静电作用、CH-π相互作用等。具有大共轭体系的有机分子能对碳纳米管进行非共价修饰,这在一定程度上不仅能改善碳纳米管的分散性和溶解性,还能赋予碳纳米管一定的功能性。有机分子-碳纳米管的超分子体系具有超大的共轭体系及丰富的π电子,能被光辐射激发并具有一定的光电响应,在光电材料领域有重要应用价值,在一定程度上能缓解全球能源紧张问题。通过设计具有共轭体系的有机分子,能实现对碳纳米管的非共价修饰。基于此,本论文在4-吡啶酮分子的基础上,设计并合成了4-吡啶酮蒽衍生物分子,通过超声法制备了一系列不同质量比的复合物SWCNT-6。对制备的复合物进行表征。通过X-射线光电子能谱分析了复合物的元素组成,应用红外光谱对复合物中的基团进行分析,均表明了单壁碳纳米管和4-吡啶酮蒽衍生物成功复合。利用扫描电子显微镜观察了复合物的形貌,发现复合后碳纳米管有一定程度的分散。热重分析表明了复合物具有良好的热稳定性。测试了复合物的固体荧光强度,发现碳纳米管能在一定程度上减弱有机分子的荧光,且表明二者之间存在电子转移。通过拉曼光谱发现碳纳米管的G峰和2D峰有一定的小波数方向偏移,表明碳纳米管和有机物之间存在电子转移,这与荧光测试得出的结论一致,并计算了物质的ID/IG,表明复合能在一定程度弥补碳纳米管的缺陷。测试了不同比例复合物和两种纯物质的光电响应能力,发现较小比例的碳纳米管能够提高物质的光电响应能力。利用Gaussian和Multiwfn软件分别从分子结构、单点能、LOL-π、静电势及轨道能量等几个方面对非共价相互作用、电子转移及光电活性机理进行理论解释。本文创新点主要有合成了具有双蒽结构的分子与单壁碳纳米管相互作用,增强了与碳纳米管之间的作用力。通过过滤法就能得到复合物,简化了复合物的制备流程。测试了复合物的光电响应特性,碳纳米管可有效提高电子转移效率,减少光生电子和空穴对的复合,在光电材料领域是理想的添加材料。并利用Gaussian和Multiwfn软件从理论上对这种π-π相互作用及电子转移进行了一定的解释,实验和理论相结合的方式更能说明问题。