太阳能和氢能是21世纪最有潜力的两种新能源。通过光催化技术将太阳能转化为氢能或电能是解决当今能源危机和环境问题最有潜力的途径之一。通过染料敏化能有效提高金属氧化物半导体对可见光的利用率,进而提高其可见光光催化还原水制氢活性。卟啉及其衍生物具有高度共轭的平面结构和发光生色基团,光、热稳定性高,是一类性能优异的光敏材料。而且,还可以根据需要改变卟啉周边的功能基团使其与其它材料进行组装以制备光电、光催化和传感性能更加优异的杂化材料。基于卟啉结构的多变性及其优异的可见光吸收性质,在本论文中通过非共价相互作用构筑了四羟基/四羟基苯基卟啉敏化的过渡金属氧化物如氧化亚铜、氧化镍杂化体和卟啉自组装体。进一步地,研究了各类组装体的组装机理、光电性能、光催化析氢活性以及界面光生电子转移和还原水制氢机理。论文的主要研究内容如下:四羧基苯基卟啉(TCPP)激发态和氧化态都具有良好的再生能力,分子容易结合到金属氧化物的表面。基于此,以四羟基苯基卟啉(TCPP)为光电功能结构单元,立方相的氧化亚铜为基质,采用一步简单回流法,制备了一系列不同含量的TCPP/Cu20复合物。通过紫外光谱、红外光谱、荧光光谱等手段深入研究了 TCPP与Cu20的结合方式。将电化学阻抗谱、光电响应和光催化析氢性能的研究结果相结合对TCPP/Cu20复合物中光生电子的转移及还原水的机制进行了详细研究。研究结果表明,TCPP与Cu20之间特殊的结合方式、有效的光生电子/空穴对的分离、较强的光吸收能力是其表现较高光电性能和光催化制氢活性的主要原因。以周边meso位带有四个羟基的四羟基苯基卟啉(THPP)和六边形的氧化镍纳米片(NiO)为主要反应物,通过简单的回流制备了一系列不同含量的THPP/NiO纳米片复合物。通过紫外光谱、荧光光谱等详细研究了 THPP与NiO之间的作用机制。进一步地,研究了 THPP/NiO纳米片复合物的光催化制氢性能、光电性能以及电子转移机制。研究结果表明,通过调节卟啉与氧化物半导体之间的连接方式有可能获得光催化制氢活性较高的催化剂,而对THPP/NiO纳米片复合物组装机制和电子转移机理的研究为制备新型、高效的光催化制氢催化剂提供新的思路。通过调节TCPP乙醇溶液的酸碱性控制TCPP的自组装,制备了四种不同结构和形貌的TCPP组装体。通过紫外可见吸收光谱、红外光谱和荧光光谱等手段研究TCPP分子在不同pH条件下静电作用、氢键、π-π相互作用程度不同从而产生不同结构、形貌的TCPP自组装体的机制。研究发现,当pH值为1时,TCPP主要形成J聚集体,pH值为12时,TCPP主要形成H型聚集体。进一步地,研究了在不同pH值下制备的卟啉组装体的光催化制氢活性和光电化学性能。研究结果表明,溶液的酸碱性对TCPP组装体的制氢活性有很大影响,在酸性条件下形成的TCPP J聚集体光催化性能更加优越。通过本论文的研究表明,非共价相互作用自组装制备卟啉基组装体是一种简单、快速、有效的方法。通过改变反应条件可以实现卟啉自组装及卟啉与过渡金属氧化物半导体组装形式、电子转移和性能等的调控。这为设计和制备新型、高效的光催化制氢催化剂提供了新的理论基础和实验依据。