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向自然界光合作用学习，用人工光合成的方法将太阳能转化为化学能并以氢气的形式储存是开发新能源的重要途径之一。[FeFe]氢化酶是自然界中产生和利用氢气的蛋白酶，也是目前已知效率最高的产氢催化剂之一。模拟[FeFe]氢化酶的活性中心合成[FeFe]氢化酶模拟化合物，并结合光敏单元构筑的人工光合成制氢体系取得了快速进步。本论文我们利用拓展的人工模拟[FeFe]氢化酶光催化产氢体系，考察了电子传递、空穴传递、质子传递及模拟蛋白环境对光催化产氢性能的影响，取得了如下研究成果: 1.利用壳聚糖(chitosan)模拟自然界[FeFe]氢化酶所处的蛋白环境，通过壳聚糖包载CdTe量子点和[FeFe]氢化酶模拟化合物ADT，显著改善了光催化体系的溶解性与稳定性，提高了光诱导电子传递效率和产氢效率，产氢催化转换数TON高达5.28×104(基于ADT)，是没有壳聚糖体系的4.16×104倍。 2.利用Ru(bpy)3Cl2分子和CdSe量子点作为光敏剂，构筑了典型的分子与量子点光催化产氢体系。通过考察光敏剂向[FeFe]氢化酶模拟化合物的光诱导电子传递过程与催化中间体[Fe1Fe0]的质子化过程，发现两种体系电子传递热力学和动力学上存在显著差异。CdSe量子点体系的光诱导电子传递驱动力大、速率快，其产氢催化转换数TON是相同条件Ru(bpy)3Cl2分子体系的100倍以上;初步在瞬态吸收光谱中检测到中间体[Fe1Fe0]的质子化过程。 3.利用巯基环糊精(CDSH)与CdSe量子点配位及其疏水空腔与金刚烷修饰的Fe2S2-AD包结，构筑了Fe2S2-AD/CDSH/CdSe组装体，得益于CDSH能够有效捕获量子点价带的空穴并传递给电子牺牲体（异丙醇）和Fe2S2-AD模拟化合物优异的质子还原性能，Fe2S2-AD/CDSH/CdSe组装体光催化剂产氢催化循环数TON高达1.12×105(基于Fe2S2-AD)，是没有CDSH体系的11.5倍。 4.利用亲水性P(CH2OH)3配体良好的电子效应，构筑了能被质子化的[FeFe]氢化酶模拟化合物BDT-2P。电化学研究证实BDT-2P催化产氢的过程是先被质子化生成氢化物，再被还原产氢;BDT-2P氢化物的还原电位(EH=-0.85 V)较自身(E=-1.11 V)更正，在CdS量子点与抗坏血酸构筑的光催化产氢体系中，催化循环数TON达到了4.90×104(基于BDT-2P)。