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多壁碳纳米管（MWCNTs）和石墨烯（Graphene）均是碳的同素异形体，它们都是由sp2杂化碳原子构成。因此MWCNTS和Graphene具有比较好的力学性能、电学性能以及热学性能。由于在MWCNTs和Graphene中存在着大量的π电子，因此MWCNTs和Graphene具有比较好的非线性光学性能。但是MWCNTs和Graphene的结构也决定了它们在大多数有机溶剂中的分散性不好，难以处理，这大大地限制了MWCNTs和Graphene在非线性光学领域中的应用。卟啉是一种含有丰富π电子的高度不饱和的大环化合物。卟啉环的中心空穴可以络合多种金属离子。同时卟啉环周围的反应位点可以通过共轭和非共轭的方式连接不同种类的有机官能团，因此卟啉的种类繁多。由于卟啉分子中存在着π-π相互作用，因此卟啉分子也具有一定的非线性光学性能。同时，可以通过化学反应对卟啉修饰来调节卟啉的非线性光学性能。基于此，我们合成以下轴向卟啉共价功能化的MWCNTs和还原氧化石墨烯（RGO）纳米杂化材料。 第二章通过两种合成路线制备了轴向金属卟啉共价功能化的MWCNTs纳米杂化材料（MWCNT-SnTPP1和MWCNT-SnTPP2），并且通过多种光谱方法对杂化材料进行了表征。将卟啉分子嫁接到MWCNTs表面以后，大大改善了MWCNTs的在有机溶剂中的溶解性和分散稳定性。而且轴向锡卟啉共价功能化的MWCNTs显示出非常强的荧光淬灭。在532 nm、4 ns激光脉冲下纳米杂化材料表现出明显的反饱和吸收，而在21 ps下表现出明显的饱和吸收。同时该材料也表现出增强的非线性吸收性能，这个增强的效应归因于卟啉与MWCNTs之间的协同效应。 第三章通过两种方法制备了具有良好分散性能的锡卟啉共价功能化的RGO纳米杂化材料（RGO-SnTPP1和RGO-SnTPP2）。并且通过电镜以及多种光谱方法（傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜、热重分析以及X射线光电能谱）对RGO-SnTPP纳米杂化材料的微观结构和形貌进行了表征。基态吸收以及稳态荧光研究表明从卟啉到RGO之间存在着π-π相互作用及光致电子或者能量转移效应。Z-scan测试结果表明RGO-SnTPP杂化材料因为复合的机理而具有更好的非线性响应。同时也发现通过不同合成路线制备的纳米杂化材料的非线性性能也存在明显的不同，这充分证明了不同的合成路线对所得到纳米材料非线性光学性能的影响。 第四章通过共价法将MWCNTs，卟啉和酞菁连接在一起，制备出具有良好分散性能的功能化MWCNTs。我们通过红外、紫外和荧光等光谱手段对合成出的MWCNT-TPP-Pc进行了表征。在同等紫外吸收强度下，杂化材料表现出明显的荧光淬灭。这充分证明我们已经成功将卟啉和酞菁共价连接到MWCNTs表面。