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随着纳米技术的如日中天，一种具有独特纳米级层间距的层状材料磷酸锆倍受瞩目。与其它载体材料相比，其具有结构的规整性和层间距的可调性，而且组成单一、合成简单、可设计性强，所以可作为优良的载体。将拥有特殊氧合作用、催化作用、光学活性和导电性能的卟啉类化合物和当前的研究热点离子液体固载于其中，从而形成新的纳米插层复合物，具有重要的学术研究意义和在光学、催化等应用方面的广阔前景。遗憾的是，目前在这方面的研究应用甚少。本论文制备了卟啉和离子液体/层状磷酸锆材料插层复合物，并对客体的嵌入行为和嵌入状态进行深入研究。另外，对固定化的金属卟啉仿生催化作用进行了初探。
用一种简单可行的方法制备了两种水溶性阳离子型卟啉meso-四(4-N-甲基吡啶基)卟啉(TMPyP)和meso-四(4-三甲氨基苯基)卟啉(TMAPP)/α-ZrP嵌入型复合物：即用卟啉与嵌入媒介α-ZrP·BA中单层平行排列的、活泼的丁胺(BA)交换而固定于磷酸锆层板间。并通过可见吸收光谱、荧光光谱、红外图谱等实验方法，对固定化卟啉的层间状态进行研究，得出：卟啉以自由碱的状态紧密堆积于层间。通过比较不同电性卟啉的嵌入行为的实验可知：阳离子型的卟啉可以嵌入，而中性和阴离子卟啉却不能嵌入，说明静电作用是主客体间的主要作用力之一。另外，系统地比较了卟啉对具有不同层间距和性质的磷酸锆及烷基胺插层化合物嵌入行为，深入探讨了影响大分子嵌入的重要因素，提出预撑剂的流动性是影响大分子嵌入的一个重要因素。以上工作，对全面认识卟啉/层状材料嵌入型复合物具有重要的指导意义。
受现有仪器条件的限制，从微观角度具体而准确的描述主体-客体之间的相互作用和客体分子的存在状态等仍是非常困难的。而采取分子模拟的方法可得到分子嵌入的微观模型和有关参数，可以预测和解释层状材料嵌入大分子的一些规律和行为。在卟啉嵌入型复合物的制备中，预撑剂烷基胺起着重要的媒介作用。因此首先对烷基胺的预撑行为进行了研究。通过计算碳原子数从3到10的一系列烷基胺的嵌入势能，分析其不同嵌入状态对卟啉嵌入行为的影响规律，得出：在磷酸锆层板间以单层平行排列的烷基胺比双层倾斜排列的烷基胺更适合做预撑剂。在所研究的烷基胺系列中，丙胺和丁胺为最合适的预撑剂。同时，对TMPyP和其它几种卟啉的嵌入势能进行了计算，计算结果显示卟啉以单层倾斜的形式排列于层板之间，而且取代基极性的增加有利于卟啉的嵌入。本模拟工作加深了对预撑剂和客体嵌入行为的认识，且对选择合适的预撑剂和预测卟啉的嵌入行为有切实可行的指导意义。模拟结果与实验结果有很好的吻合，表明采用的模拟方法是合理且可行的。
将金属卟啉固载于聚合物和蒙脱土、沸石、水滑石等无机材料应用于烷烃和烯烃的催化氧化的研究较多。但是，对于金属卟啉-α-ZrP嵌入型复合物的研究很少。而且，有关固定化卟啉用于催化过氧化氢氧化体系的研究很少。考察了用α-ZrP固载金属卟啉，代替辣根过氧化物酶(HRP)和模拟酶金属卟啉，并选择高香草酸(HVA)这一经典底物，研究了固定化金属卟啉-HVA-H2O2催化体系。固载后的MnTMPyP不但保留了溶液中MnTMPyP的仿生催化活性，而且其催化活性增强，可以重复用于催化，同时具有与反应体系易于分离的特点。这也证实了α-ZrP可以作为一种优良的固载金属卟啉的无机材料，为固定化仿生催化酶开辟了一个新的研究领域。
固定化离子液体技术作为一个新兴的、绿色化学的研究课题，值得深入探讨和研究。本论文首次研究了1，3-二烷基取代咪唑型离子液体[Cnmim](n=2,4,6,8)在层状磷酸锆材料的固定化，并通过热重、拉曼光谱、电镜等多种实验手段进行了表征。并利用分子模拟手段对其嵌入构象进行研究，得出嵌入离子液体采取双层平行的嵌入模式，这与烷基链长度不同的离子液体的嵌入复合物的层间距基本一致(层间距均近似为1.80nm)的实验现象是一致的。