太阳能光解水制氢是开发高效、清洁、可再生能源的一个理想方案,能够满足全球日益增长的能源需求。涉及到多电子多质子转移的水氧化半反应是整个水分解的瓶颈,另一方面,水分解产物具有爆炸性的氢气和氧气混合物的分离是必不可少的,增加了设备成本。相对于水氧化半反应来说,有机底物氧化在热力学和动力学上更容易实现,且不涉及到产物分离问题,因此将有机底物氧化与质子还原耦合实现另一种意义上的太阳能分解水具有相当的应用前景。考虑到分子催化剂的高选择性及半导体材料作为吸光组分的稳定性,本论文合成了[Ru（tpa）（H₂O）₂]（PF₆）₂（tpa=三（2-甲基吡啶）胺）和Co（dmgH）₂（4-CH₂-PO₃H₂-py）Cl][（dmgH=丁二酮肟）,（py=吡啶）]两种金属配合物,以g-C₃N₄半导体材料为吸光组分,在水为溶剂的情况下,构建了苄醇氧化同时耦合产氢的全反应体系。经测试表明,该体系光照20小时后,最终得到4-甲氧基苯甲醇的转化率为37%,4-甲氧基苯甲醛的选择性大于99%和37.2μmol的放氢量。除此之外,有机底物氧化可以通过构建染料敏化光电化学电池来实现。本论文合成了三种分别具有甲基疏水基团、羧酸吸附基团、磷酸吸附基团的卟啉衍生物催化剂Mn1,Mn2,Mn3。这些分子催化剂和光敏剂通过共吸附法负载到二氧化钛薄膜电极表面上,构成光阳极,进行有机底物氧化的光电化学测试和稳定性测试。经光电化学测试结果表明,由催化剂Mn3制备的光阳极光电化学性能最优。