本文从动态可逆共价键、共价键、非共价键三种不同的连接方式入手,在溶液、界面上构筑了一系列有机二维材料并研究了它们的性质和其在光催化及生物荧光标记等方面的应用。论文主要由以下几部分组成:第一章,我们综述了二维材料的发展状况,面临的问题以及应用方面的探索。第二章,我们合成了基于三嗪单元的单体TFPT,通过Knoevenagel缩合反应将TFPT和1,4-苯二乙腈在Pyrex管中加热反应得到晶态可逆共价键连接的的二维共价骨架结构(2D COFs)。通过红外、XRD、扫描电镜、透射电镜等技术对得到的COFs的特征基团、微观形貌、晶体结构等进行了系统的研究。进而研究了该材料在光催化辅酶NADH方面的应用。研究表明,三嗪COFs催化辅酶NADH再生效率在10分钟内可以达到90%,表现出优异的催化性能。第三章,我们通过在液液界面聚合基于三嗪、吡嗪、吡啶的单体制备了一系列含有不同氮原子数的二维氮掺杂的石墨炔薄膜。并对其氮掺杂石墨炔的构型和纳米结构进行了表征。随着N含量的增加,材料亲水性、半导体性质等发生规律性变化。所得N-石墨炔薄膜进一步被用作无金属的光催化剂NADH再生。且其催化性能与石墨炔中的氮含量呈现出相关性,其中氮含量最高的N3-石墨炔表现出最好的催化活性。第四章,结合超分子自组装,AIE效应和DNA染色,我们设计合成了一种水溶性的二维超分子聚合物。利用乙烯基吡啶嗡盐与CB[8]的“头对尾”和“头对头”的两种自组装模式,形成了二维超分子有机骨架(SOFs)和二聚体两种组装结构。通过~1H NMR,DLS和Cryo-TEM等手段证明了这两种组装结构。二维超分子组装体被观察到了明显的聚集诱导发光(AIE)现象,被成功应用于染色DNA。