金属卟啉化合物作为细胞色素P-450、叶绿素(镁卟啉)、过氧化酶(铁卟啉)、维生素B12(钻卟啉)等的功能辅基,广泛存在于自然界中。由于其特殊的分子结构及功能,金属卟啉在电催化应用中受到了广泛关注,是光电转换、电催化以及电分析化学等领域的研究热点。在金属卟啉仿生电催化应用中,金属次卟啉衍生物由于在结构上更接近于天然的单加氧酶P-450的辅基,理论上具备比四苯基卟啉衍生物更高电催化活性而更适合用于生命过程的模拟研究,因此,将金属次卟啉衍生物用作电催化催化剂具有重要意义。本论文以氯化血红素为原料,设计并合成了一系列的金属羟基次卟啉衍生物,同时通过共价键功能化制备了羟基卟啉功能化石墨烯材料,并将合成产物应用于对分子氧和亚硝酸钠的电催化应用研究之中。本论文主要包括以下内容：1.羟基次卟啉及其衍生物的合成。首先,以氯化血红素为原料经过脱铁、酯化得到原卟啉二甲酯,在此基础上经反马氏加成反应得到异血卟啉二甲酯；经溴化氢加成、水解反应得到血卟啉二甲酯；经催化加氢、还原反应得到双乙基羟基次卟啉。其次,以氯化血红素为原料经过脱乙烯基,脱铁,酯化,还原得到羟基次卟啉。对以上反应实验条件进行了优化,并采用红外、核磁、质谱等对产物结构进行表征。2.将得到的羟基卟啉化合物与不同的金属盐进行络合反应,合成相应金属卟啉配合物,将金属卟啉配合物应用到对分子氧的电催化研究之中,并进一步探讨其催化机理。实验结果表明,金属卟啉配合物对分子氧的还原具有催化作用,其中Co(Ⅱ)卟啉催化效果优于其他金属卟啉,且Co(Ⅱ)卟啉中Co(Ⅱ)双乙基羟基次卟啉表现出了更好的催化能力。3.通过共价键将羟基卟啉衍生物与氧化石墨烯键连得到一种非水溶性卟啉功能化石墨烯材料,并对其进行表征,将其应用到对亚硝酸钠的电催化还原研究中,并其催化机理进行探讨。实验结果表明,非水溶性卟啉功能化石墨烯修饰的玻碳电极对亚硝酸钠有极良好的电催化还原性能,表现在修饰电极敏感的电流传感和快速响应、线性范围广、低检测限和良好的重现性。