随着全球医疗卫生事业和工业经济的不断发展,医用药品和化石燃料被人们大范围使用,从而加剧了目前的环境污染和能源紧张问题,开发绿色新型的纳米材料以满足人们逐渐增长的对美好生活的需求越来越受到关注,共轭微孔高分子材料不仅具有热稳定性和化学稳定性,还具有共轭骨架而且合成方式多样的优点,显示出十分光明的应用前景。结合上述情况,本论文选用共轭微孔高分子材料,设计出可吸附水体中残留抗生素的稳定高效的吸附剂以及用于氮气还原反应的双金属催化剂和金属团簇催化剂,并且采用密度泛函理论对共轭微孔高分子材料的吸附与催化性质进行了理论模拟,本文主要内容有以下几个方面:（1）研究了基于苯并噻二唑的共轭微孔聚合物对客体抗生素分子的吸附情况。本研究发现客体分子首先被吸附在聚合物纳米孔的边缘,之后随着客体分子数量的增加,它们开始从孔的边缘移动到孔的中心以进一步稳定客体分子与主体框架结合的复合物,本研究得到了一个平行的三明治构型的吸附模型,这是客体分子吸附在主体框架中最稳定的构型,同时主体框架的孔径会随客体分子的进入而变化。共轭微孔聚合物框架对抗生素分子的强烈吸附可以归因于富电子基团和吸电子基团之间的电荷转移。这些详细的见解将为设计新型的共轭微孔聚合物来吸附抗生素污染物提供新思路。（2）研究了两个金属原子掺杂单层共轭微孔高分子材料C2N的双原子电催化剂（TM2-C2N）在催化氮气合成氨领域的应用。通过研究氮气在催化剂上可能的吸附方式与吸附位点,得出氮气以竖直或平行的构型吸附于双金属原子之间的吸附能较大,随后通过计算十三个目标体系的氮气的吸附能,筛选出对氮气的活化性能较好的V2-C2N,Fe2-C2N,Co2-C2N和Cu2-C2N体系,还考虑了这四个体系的竞争反应与*NNH形成的自由能变化,并与它们对应的单原子体系进行了对比,此外通过计算可能的反应路径的自由能变化,发现Fe2-C2N在氮气转化为氨的反应过程中所需的极限电压仅为-0.51 V,远端路径是该催化剂的最优路径,双原子铁催化剂的电催化效果优于单原子铁催化剂,该理论计算将为双原子催化剂的发展提供有用的建议。（3）研究了金属团簇掺杂单层共轭微孔高分子材料C2N的金属团簇催化剂（TM3-C2N）在氮气催化领域的应用前景。本研究建立了金属团簇锚定在基底孔中的金属团簇催化剂模型,包括十种同核的金属团簇以及两种异核的金属团簇体系。计算结果表明同核金属团簇催化剂（Mn3-C2N）具有优秀的固氮催化效果,其极限电压仅为-0.37V,固氮反应路径的吉布斯自由能变化图揭示该体系远端路径的决速步骤为*N2H形成的基本步骤,而且该同核团簇催化剂的NRR选择性高于HER,该研究说明团簇催化剂是一种有应用前景的氮气还原电催化剂。