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人工光合成制氢是模拟自然界光合作用的工作原理，实现太阳能向化学能转化与储存的有效途径。在众多颇具理论和实用价值的体系中，量子点以其优异的捕光性能和电荷分离特性脱颖而出。通过与贵金属催化剂、天然氢化酶、氢化酶模拟化合物、金属配合物、廉价金属耦合，量子点人工光合成制氢体系的效率节节攀升、日新月异。为了更加清楚认识量子点人工光合成制氢的本质，本论文通过无机配体、有机配体修饰量子点，调控光生激子在量子点界面的高效分离和迁移，理解提升人工光合成制氢体系效率和稳定性的机制，建立了不借助产氢助催化剂、电子牺牲剂的高效、稳定人工光合成制氢体系。具体研究结果如下: 1.通过CdSe量子点表面的无机配体修饰，提高了光生电子在量子点界面间的迁移，通过稳态和时间分辨实验揭示了量子点与铂溶胶之间的相互作用，以及界面间光生电子和空穴迁移的动力学过程。构筑的无机配体修饰量子点/铂溶胶人工光合成制氢体系光照12.0小时的产氢速率和产氢TON值高达1.75×106molH2(mole铂颗粒)-1 h-1和2.1×107，光催化产氢的内量子效率为～40.4％(410nm)，是目前基于铂溶胶为产氢助催化剂的最高值。 2.通过CdSe量子点表面有机配体的化学脱附，促进并协同了光生电子与空穴在量子点界面间的分离与迁移，显著提高了量子点自身的光催化产氢效率，实现了不借助产氢助催化剂、电子牺牲剂的高效、稳定的人工光合成制氢。机理研究表明巯基丙酸可以高效地捕获光生空穴，在量子点表面发生氧化偶联生成二硫化合物，并且实现了多种巯基化合物高效、高选择性的放氢偶联。进一步构建了CdSe量子点光电化学体系，促进了光生空穴在电极界面的高效迁移以及光生空穴与光生电子消耗的协同，实现了无助催化剂、无电子牺牲体条件下高效、稳定的光解水制氢。 3.通过CdSe量子点表面空穴传输分子的引入加快了光生空穴在量子点界面间的捕获与迁移，显著提高了量子点光生电荷的分离效率和量子点自身作为光催化剂的产氢效率。例如，空穴传输分子吩噻嗪的引入使CdSe量子点的光催化产氢效率提升40倍，达到～7500μmol h-1 g-1。无机空穴传输单元ZnSe的引入使CdSe量子点的光催化产氢效率提升150倍，速率达～30000μmol h-1 g-1。进一步，将空穴传输分子引入CdSe量子点的光电化学体系使产氢速率、光电流密度和光电转换效率提升至～3000mmol h-1 g-1 cm-2、-180μAcm-2和～10.3％，是相同条件下CdSe量子点光电化学体系的2.5倍。