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通过半导体光电化学技术将丰富的太阳能转化为氢能被认为是解决当前能源危机和环境污染的有效途径之一。集分子与半导体的优点于一身，量子点这一新兴的“人工原子”正在成为人工光合成制氢领域的新星。本论文我们结合当前光电化学制氢领域的新动向，将量子点人工光合成催化制氢的研究拓展到光电化学分解水制氢的研究，通过量子点与n型或p型宽带隙半导体的复合，实现了量子点光电化学制氢光阳极体系、光阴极体系及光阳极和光阴极串联体系的构筑。具体研究结果如下: 1.通过双功能分子巯基丙酸将ZnS修饰的CdSe量子点(QDs)组装到n型介孔TiO2电极上，构筑了基于“电子注入”机制的量子点光阳极，实现了光电产氢。在Na2S和Na2SO3电解质溶液中，CdSe@ZnS QDs敏化的TiO2光阳极在-0.6V(vs.NHE)的偏压下获得了5.61 mA/cm2的光电流密度，4.7％的光-氢转化效率，100.3μmol/h/cm2的产氢速率以及接近100％的法拉第效率，并且在2h的测试时间内未发生衰减。 2.通过双功能连接分子巯基乙酸将CdSe量子点组装到p型半导体NiO上，构筑了基于“空穴注入”机制的量子点光阴极，实现了光电产氢。在没有电子牺牲剂、助催化剂、保护层以及缓冲试剂的中性电解液质溶液中，CdSe QDs/NiO光阴极在-0.1 V(vs.NHE)的偏压下产生高达-60μA/cm2的光电流。在长达45 h的光照过程中，光阴极保持稳定运行，法拉第效率接近100％。稳定性和法拉第效率均是目前敏化光阴极产氢的最好结果。 3.利用吩噻嗪分子(PTZ)修饰的光阴极(NiO/PTZ/CdSe QDs)和Co卟啉分子催化剂(CoTCPP)修饰的光阳极（BiVO4/Al2O3/CoTCPP）构筑了基于“Z-机制”运行的串联光解水电池。在中性电解质溶液中，串联电池在无外加偏压的条件下经可见光(λ＞400 nm)照射产生-90μA/cm2的光电流，在4h的测试时间内未发生衰减，实现了稳定的自发分解水制氢。