当前,石墨烯及其相关材料在非线性光学(NLO)和光限幅(OL)性能领域得到了发展。一方面研究了氧化石墨烯(GO)在纳秒(ns)和飞秒(fs)范围内的NLO性质,另一方面单个石墨烯片分散体的非线性光学响应能力也得到了研究。但是,石墨烯由于其结构中π-π相互作用强烈以及存在着范德华力从而导致其在溶剂中溶解性差。可以利用非共价的相互作用和共价偶联的衍生化改善其分散能力和相容性。以共价键的途径形成具有牢固键合力的杂化材料更具前景。在众多的研究中,卟啉分子表现出良好的结构刚性、较好的热稳定性、光化学和电化学性质。大多数卟啉的结构都是在卟吩上连接相同的基团,比如苯基、吡啶基、噻吩基等。关于杂环卟啉的研究甚少,通过构建杂环卟啉能够调控其本身的供-给电子能力。因此,这种杂环修饰的卟啉是用作有机-无机NLO材料的良好候选物。但是,杂环修饰的卟啉与石墨烯的结合方向仍在探索。特别地,对杂环卟啉和传统四苯基卟啉共价修饰氧化石墨烯三元杂化材料的研究更是少之又少。第二章通过Alder-Longo法制备出5-对羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉(TPP1)与5-对羟基苯基-10,15,20-三(2-噻吩)基卟啉(TTP 1),再将其与酰氯化的氧化石墨烯进行共价修饰,制备出二元和三元有机-无机纳米杂化材料。通过各种表征手段证实材料的成功制备以及分析各组分含量。通过Z-扫描测试材料非线性吸收和光限幅能力。结果发现,三元纳米杂化材料由于其高效的电荷传递效应而表现出相对于单体和二元杂化材料具有更好的非线性吸收和光限幅效应。第三章制备了5-苯基-10,15,20-三(对羟基苯基)卟啉(TPP 2)与5-(2-噻吩)基-10,15,20-三(对羟基苯基)卟啉(TTP 2),分别将其与氧化石墨烯通过酯化反应进行共价连接,制备出二元和三元有机-无机纳米杂化材料。通过各种光谱技术表征研究了GO、卟啉和杂化材料的热力学稳定性、线性光学性质及非线性光学性能。Z-扫描结果表明,三元杂化材料展示出增强的非线性吸收光学效应。结果归因于单体之间的相互协同效应。第四章制备了四苯基镓卟啉(GaClTPP)和四(2-噻吩)基镓卟啉(GaClTTP),然后再与氧化石墨烯上的羟基进行亲和取代反应,制备出二元和三元有机-无机纳米杂化材料。通过各种光谱技术表征对材料进行一系列的表征研究,证实材料的成功制备。并通过稳态荧光光谱探究了材料内部电子/能量转移效应。在523nm、4 ns的激光脉冲下使用Z-扫描测试了材料的非线性光学性能。Z-扫描结果表明,三元杂化材料展示出增强的非线性吸收和光限幅响应。结果归因于单体之间的相互协同效应及高效的电荷传递效应。