金属有机框架(MOFs)材料和共价有机框架(COFs)材料作为两类新型的多孔晶态材料，由于具有结构可设计性、孔径可调节性和功能可剪裁性等优点，使其在诸多功能材料领域展现出广阔的应用前景。本论文将卟啉、咔咯化合物作为有机单元，构筑特定的框架材料，使其不仅具有MOFs/COFs的结构优势，更兼具功能性卟啉、咔咯的光敏性质和催化性质，应用于光化学反应和有机催化反应表现出优异的性能。
　　设计合成了卟啉基MOF复合光催化材料TP-222(Zn)，即通过引入桥联分子4-巯基吡啶将TiO2半导体纳米粒子配位连接到卟啉基MOF材料PCN-222(Zn)，其中，巯基基团以形成S–Ti键的方式螯合到TiO2表面，而吡啶中的氮原子轴向配位到卟啉配体环中心Zn原子上。在可见光照射下，TP-222(Zn)光催化降解有机污染物的能力显著提高。光催化机理研究表明TP-222(Zn)具有降低荧光强度、延长荧光寿命、减小电荷迁移阻力和适宜的能级匹配的性质，揭示了TiO2的后合成引入促进光生电子从PCN-222(Zn)向TiO2的转移机制，从而有效地抑制电子空穴对的复合，增强了光催化活性，其降解效率达到100%，且表观反应速率常数相较于PCN-222(Zn)提高了一倍。
　　以定向合成的5,10,15-三(4-苯甲羧基)咔咯(H3TCPC)作为有机桥联配体，ZrCl4/HfCl4作为金属源，通过溶剂热法，首次成功构建了一系列咔咯基MOFs，Corrole-MOFs。其结晶于P63/mmc空间群，具有gfy拓扑结构和一维开放的六方形介孔孔道，同时表现出大的比表面积、高的孔隙率和显著的化学稳定性。其中，金属节点是首次报道的D3d对称的九连接六核Zr6/Hf6簇。将具有Lewis酸性质的金属化Corrole-MOF-1(Fe)应用于非均相催化[4+2]hetero-Diels?Alder反应制备二氢吡喃类化合物，表现出优异的催化活性，催化产率最高可达96%，远高于均相体系(67%)。
　　成功开发了首例咔咯基COF材料，TPAPC-COF，即由C2v对称、接近T字形的5,10,15-三(4-氨基苯基)咔咯(H3TPAPC)和对苯二甲醛以亚胺键相连接自组装成具有去对称hcb拓扑和层间AB交错堆积模式的二维框架结构，其显示出高的结晶度、永久性的孔道和优良的化学稳定性。基于咔咯自身的光敏特性和二维COF材料的结构优势，TPAPC-COF具有较低的光学禁带宽度和优良的光吸收能力，能够有效地吸收包括紫外光区和可见光区甚至近红外光区的光。体外光动力学治疗(PDT)研究表明TPAPC-COF能够利用产生的单线态氧高效杀死癌细胞，其致死率为85%，远超过咔咯单体的PDT效果(1%)。