过氧化氢（H2O2）不仅是一种高价值的工业化学品,而且是一种潜在的有吸引力的能源载体。传统生产H2O2的方法包括蒽醌氧化法、醇氧化法和电化学合成法等。然而,这些方法面临生产过程中耗能高、产物纯度低等问题。因此,迫切需要发展清洁和低能耗的新型H2O2制备技术。以太阳光为驱动力的光催化法生产H2O2被认为是最有前途的方法之一。有机半导体材料因其来源广泛、稳定性好、制造成本低等优点,在光催化领域受到越来越多的关注。但是,由于有机半导体在水相中溶解度低,极大地限制了其在光催化领域的发展。改性有机半导体材料在水相中的溶解性,对促进有机半导体材料在光催化领域的发展具有重要实践意义。本文以结构清晰的多环芳烃及其衍生物作为光催化剂,测试其光解水产H2O2的催化活性。进一步通过改性优化光催化剂体系结构,提高光催化剂光催化产H2O2的产率。利用原位瞬态光电压谱（TPV）表征催化剂的电荷传输动力学,探究基于多环芳烃及其衍生物作为光催化剂性能提升的催化机制。具体研究内容如下:（1）以9,10-二溴蒽（9,10-dibromoanthracene）和三甲基乙炔基硅（trimethylsilylacetylene,TMS）为原料,通过薗头耦合（Sonogashira）反应合成有机半导体9,10-二三甲基硅基炔基蒽（DAnTMS）。进一步经过碱处理法,获得有机半导体9,10-二炔基蒽（DAn）。以获得的多环芳烃及其衍生物两个有机半导体作为光催化剂,测试其光解水产H2O2的催化活性并探究其光解水机制。（2）DAnTMS光催化剂体系:在含有乙腈的水溶液中,DAnTMS经过可见光（420nm≤λ≤700nm）照射12小时后,水分解产生氢气（H2）的速率为101.5μmol g-1 h-1,产H2O2的速率为666.7 μmolg-1 h-1。实验结果表明,DAnTMS在光催化水分解中显示了良好的催化活性,其在365 nm处的表观量子效率（AQE）为0.97%。为了进一步改进DAnTMS在水中的溶解性,利用碳点（CDs）对DAnTMS进行了修饰,设计并合成了 DAnTMS/CDs非金属复合催化剂,在不使用任何有机溶剂和牺牲剂的情况下,实现了高效的光催化联产H2和H2O2。在可见光照射下,DAnTMS/CDs复合材料在纯水中生产H2O2的最大速率为396.7 μmol g-1 h-1,生产H2的最大速率为265.0 μmol g-1h-1。由于CDs对DAnTMS的表面修饰,提高了 DAnTMS光催化剂在纯水中的分散程度,从而改善了其在纯水中的催化性能。TPV和电化学测试表明,CDs调节了 DAnTMS的界面电子转移动力学,并可作为高效H2析出的活性位点。（3）DAn光催化剂体系:以DAn作为光催化剂,水（H2O）和氧气（O2）作为反应物,H2O和有机溶剂之间的界面作为相转移界面,通过构建相转移光催化体系,实现原位光催化生成和分离H2O2。在常压、无牺牲剂、可见光条件下,此光催化相转移体系H2O2的初始产率为9000 mol g-1 h-1并最终平稳在2434μmol g-1 h-1。DAn光催化剂对O2表现出优先的化学吸附,并且具有适当的电子结构,能够通过光催化反应生成H2O2。原位红外光谱和TPV测试证实,光催化H2O2的产生是O2的还原反应和H2O的氧化反应协同作用的结果。在此过程中,通过调节有机溶剂的介电常数可以控制电荷分离效率。本论文利用多环芳烃类有机半导体材料作为光催化剂,通过对有机半导体的表面修饰,实现在纯水中高效的光解水产H2O2。进一步利用有机半导体的特性,构建相转移光催化体系,实现原位光催化生成和分离H2O2。这是首次使用有机光催化剂和相转移均相催化系统从光催化过程中生产H2O2。多环芳烃类有机半导体材料结构丰富、可调控性强,为后续设计高效光解水产H2O2光催化剂提供新的途径。