分子砌块是合成特定功能性材料的最基本单元。通过定制功能性分子砌块以及发展可控自组装方法,是构筑复杂、多样功能材料的有效策略。本论文主要侧重于合成功能化的砌块分子,并将其应用于构筑具有催化活性的共轭微孔聚合物(conjugated microporous polymers,CMPs)、自组装单分子器件和生长多元金属-有机骨架化合物薄膜(multivariate surface mounted MOFs,MTV-SURMOFs)三个领域。本文主要研究内容如下:(1)将4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(4-NH2-TEMPO)利用酰胺键嫁接到2,5-二溴苯甲酸侧链,合成出TEMPO功能化的有机单体2,5-二溴-N-(2,2,6,6-四甲基哌啶)苯甲酰胺。将上述TEMPO功能化单体与1,4-二乙炔苯、1,3-二乙炔苯以及1,3,5-三乙炔苯,利用Sonogashira-Hagihara偶联反应,成功合成出C MP-1-TEMPO、CMP-2-TEMPO和CMP-3-TEMPO共轭微孔聚合物。利用FTIR、XRD、固态EPR谱以及SEM表征上述共轭微孔聚合物的组成、结构和形貌。将上述CMPs-TEMPO作为醇氧化异相催化剂,研究了CMPs-TEMPO的催化性能,测试结果表明:上述三种CMPs-TEMPO在氧气氛围、反应温度80℃,三氟甲苯为溶剂,亚硝酸叔丁酯(TBN)为助催化剂条件下,可将各种芳香一级醇、二级醇以及杂原子醇氧化成相应的醛或酮。其中,CMP-1-TEMPO经过3次循环利用后,催化效率仍可保持在80%,而CMP-2-TEMPO,CMP-3-TEMPO催化剂,三次利用后,催化性能降至50%以下。可能的原因是催化反应过程中CMP-2-TEMPO和CMP-3-TEMPO存在局部解体,导致催化活性位点降低。(2)以4,4’-联苯二羧酸和4,4’-联吡啶为母体砌块分子,在其侧链嫁接不同数量的吸电子团(如-NO2)、给电子基团(如-NH2)和具有电化学活性基团(如二茂铁)。利用扫描隧道显微镜裂结法(STM-BJ)测定功能化吡啶分子砌块的单分子电导值。研究表明,单分子的电导值取决于MBBs侧链基团性质,空间位阻以及分子结扭转角度。(3)利用混合配体策略与层层自组装相结合的方法,在吡啶功能化的SiAu基底表面生长多元[M2L2P]型SURMOFs薄膜(multivariate surface-mounted MOFs,MTV-SURMOFs)。利用XPS和SEM分析了MTV-SURMOFs的组成和形貌。研究结果表明,混合配体策略与层层自组装相结合的方法是构筑多功能SURMOFs的有效手段。