随着对表面反应研究的日益深入,表面纳米结构的构建逐渐由之前的分子自组装向表面反应过渡。基于希夫碱反应的可逆性,可以将表面纳米结构的构建与动态共价化学结合,从而在表面制备新颖的纳米结构。另外,表面主客体化学也是构建表面纳米结构的重要手段。表面主客体化学主要可以分为两大类,一是客体分子在孔状主体结构中的填充,另一种是客体分子对特定主体组装结构的诱导。基于客体分子的诱导作用,可以实现对表面动态化学组合库中特定产物生成的促进作用,从而放大该产物在组合库中所占比例。因此将希夫碱动态化学与主客体化学相结合,可以为表面纳米结构的构建提供新的思路。基于此,本论文主要内容如下:以高定向热解石墨（HOPG）为基底,以1,3,5-均苯三甲醛（BTA）和对苯二胺（PDA）为反应单体,通过表面希夫碱反应制备了表面二维共价有机网格COFBTA-PDA。以其为主体网格,选择了三种具有不同尺寸和形状的客体分子,即蒄、铜酞菁和十六氟取代铜酞菁,在石墨表面构建了三种纳米主客体结构,并通过扫描隧道显微镜（STM）对三种纳米主客体结构进行了形貌表征。通过密度泛函理论计算讨论了不同构型COFBTA-PDA对主客体相互作用的影响。结果表明客体分子蒄、铜酞菁和十六氟取代铜酞菁均可以与石墨表面COFBTA-PDA形成主客体结构,其中十六氟取代铜酞菁与COFBTA-PDA之间通过氢键（F--H）相互作用,使得该主客体结构最稳定。密度泛函理论计算表明三种客体分子与COFBTA-PDA之间结合能的强弱顺序为十六氟取代铜酞菁>铜酞菁>蒄。以2,5-二辛氧基对苯二醛、5-氨基间苯二酸和4-氨基苯甲酸为反应物,在石墨表面构建了二组分和三组分希夫碱动态化学体系,并通过STM对表面上得到的纳米组装结构的形貌进行了表征。结果表明,基底通过对特定产物的选择性吸附促进了该产物在表面的生成,即放大了该产物在表面动态化学组合库中所占比例。在石墨表面观察到了客体分子蒄对特定主体组装结构的诱导作用,形成了三种主客体结构,分别为线性结构、交叉结构和Kagome结构。说明客体分子蒄可以通过共吸附形成更稳定的主客体结构来促进特定产物在石墨表面的生成。为了研究反应物上取代基对表面希夫碱动态化学的影响,以2,5-二辛氧基对苯二醛、4,4’-联苯二醛、3,3’-二羟基-4,4’-联苯二醛和5-氨基间苯二酸为反应物,在石墨表面分别构建了二组分和三组分希夫碱动态化学体系,研究了取代基对表面动态共价反应选择性的影响。结果表明4,4’-联苯二醛与5-氨基间苯二酸在室温条件下即可在石墨表面发生希夫碱反应,而3,3’-二羟基-4,4’-联苯二醛与5-氨基间苯二酸则需要在加热的条件下才可发生表面希夫碱反应,形成有序组装结构,说明羟基的存在导致了产物的分子间氢键的形成,从而影响了3,3’-二羟基-4,4’-联苯二醛反应的进行。另外,在石墨表面研究了两种不同二醛的醛-亚胺置换反应,发现3,3’-二羟基-4,4’-联苯二醛上羟基的存在阻碍了醛-亚胺置换反应的发生。以1,3,5-均苯三甲醛、2,5-二辛氧基对苯二醛、5-氨基间苯二酸和4-氨基苯甲酸为反应物,基于动态共价化学的原则,在石墨表面分别构建了二组分和三组分希夫碱动态化学体系。研究了石墨表面发生的胺交换反应以及醛-亚胺置换反应。实验发现1,3,5-均苯三甲醛与4-氨基苯甲酸通过表面希夫碱反应得到的产物二亚胺在石墨表面可形成之字型纳米组装结构,但在同一条之字型分子排中相邻的两个二亚胺分子之间互为对映异构体,由此得到了两种具有不同手性的平行四边形孔洞。也就是说,此时得到的之字型分子组装层为二维外消旋体。另外,蒄分子可以促进石墨表面动态化学组合库中特定产物的生成,并且促进石墨表面胺交换反应和醛-亚胺置换反应的发生。