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本文以具有强缔合能力的2脲基-4[1H]嘧啶酮(UPy)多氢键、离子键等强非共价键为驱动力,制备了碳纳米管薄膜(MWNT)、碳纳米管(MWNT)/卟啉(TPP)、碳纳米管(MWNT)/碲化镉(CdTe)等层层自组装功能性薄膜,并对自组装行为和白组装膜上的光诱导电子转移性能进行研究,具体如下。(一)多氢键驱动的碳纳米管层层自组装膜首先通过氨基与异氰酸酯反应制备UPy修饰的多氢键单元(MWNT-UPy)。化合物结构经红外可见光谱、紫外可见光谱进行表征。在CHCl3中,MWNT-UPy依靠自互补的AADD四氢键,互相缠绕,抽滤后可形成导电率为10s/cm的自支撑薄膜。借助层层自组装方法,以AADD四氢键为驱动力可制备高覆盖度、致密、均匀的碳纳米管层层自组装膜。扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)证明了该层层自组装膜形成的驱动力为氢键。自组装膜上MWNT-UPy的沉积量可通过溶剂、组装时间、组装层数等进行调控。由于强氢键作用,该自组装膜具有良好的稳定性,可在DMF,CHC13和H20等溶剂反复浸泡6h以上。电化学实验初步证明,MWNT-UPy膜的电化学活性能比空白ITO电极的优异,预期MWNT-UPy层层自组装(LBL)薄膜在燃料电池、光电化学电池、超级电容器领域具有广泛的应用前景。(二)多氢键驱动的碳纳米管(MWNT-UPy)/卟啉(TPP-UPy)层层自组装膜首先采用化学改性方法分别在碳纳米管和卟啉上引入脲基嘧啶酮多氢键单元(MWNT-UPy, TPP-UPy)。通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁等证明化合物的结构。通过对TPP-UPy/MWNT-UPy多氢键体系在溶液中的透射电镜(TEM)和基态的紫外光谱研究了溶液中形成了超分子体系。然后以氢键为驱动力制备TPP-UPy/MWNT-UPy层层自组装薄膜,紫外可见吸收光谱和SEM证明依靠UPy多氢键为驱动力,可以制备层层自组装膜。电化学实验证明在TPP-UPy/MWNT-UPy层层自组装薄膜中,卟啉和碳纳米管之间也可以发生电子相互作用；荧光猝灭光谱和荧光寿命分析进一步证明在超分子薄膜内可以发生卟啉到碳纳米管的光诱导电子转移。(三)离子键驱动的碳纳米管(MWNT-UPy)/碲化镉(CdTe)层层自组装薄膜以CdCl2·2.5H2O为镉源,Te粉为碲源,巯基乙酸为稳定剂,通过控制回流时间,在水溶液中成功制备出四种不同发光颜色的CdTe量子点,并通过紫外和荧光光谱分析证明量子点合成成功。然后利用静电层层自组装技术制备了碲化镉联结的碳纳米管薄膜。通过紫外-可见光谱和扫描电镜等测试方法证明通过LBL技术可制备出厚度均匀,分散均匀的碲化镉联结的碳纳米管纳米结构薄膜；XPS说明CdTe/MWNT薄膜基态可以发生从碳纳米管向CdTe的电荷转移。荧光猝灭实验和荧光寿命分析证明CdTe/MWNT薄膜内CdTe和MWNT间可以发生光诱导电子转移反应。