构筑人工模拟光合作用体系用于太阳燃料制备,实现太阳能向化学能的高效转换是光催化研究的重要课题。通过学习自然界光合作用系统的工作原理,发展高效光催化剂仍然是人工光合作用体系研究中的中心问题。人工光合作用体系中催化中心与吸光单元在体系中的空间排布方式对体系的光催化活性、效率等具有重要作用。本论文提出将高活性的分子催化剂、具有可见光吸收能力及多电子激发特性的无机半导体量子点以及具有电子传输性能的材料结合,构筑多功能集成三元光催化剂,并构筑可见光催化制氢及二氧化碳还原体系。论文主要研究结果如下:通过对高活性产氢分子催化中心[Co（dmg H）2（Py）Cl]的功能化修饰,将芘分子单元与产氢催化中心[Co（dmg H）2（Py）Cl]键连,合成了结构新颖的分子催化剂CoPe,并获得其单晶结构。进一步通过CoPe中芘分子单元与还原石墨烯（r GO）之间的π-π非共价键作用,将CoPe负载在CdS/rGO复合物表面,成功构筑了以CoPe为分子催化中心、Cd S无机半导体量子点为吸光单元、r GO为载体的自组装型三元析氢光催化剂CoPe@CdS/rGO。在H2O/DMF混合溶液中构筑了以CoPe@CdS/rGO为光催化剂、Na2S和Na2SO3为电子给体的可见光催化产氢体系,体系光催化活性高于非组装体系和不含分子催化剂体系;三元光催化体系光照80小时后基于分子催化剂的产氢TON值高达22464。通过光电化学、瞬态吸收光谱等手段揭示了三元体系中光诱导电子转移机制,三元光催化剂中发生了从Cd S导带向分子催化剂CoPe的光诱导电子转移,生成了长寿命的Co II中间体;阐明了三元光催化体系产氢机理。通过对具有二氧化碳还原活性的分子催化剂[Co（TPA）Cl]Cl的功能化修饰,在其配体上连接一个磷酸根基团,合成了结构新颖的分子催化剂CoPh。通过CoPh中磷酸根基团以及MPA-Cd Se（MPA为巯基丙酸）量子点配体上的羧酸根基团与Ti O2表面的配位键合作用,将CoPh和Cd Se量子点负载在Ti O2表面,构筑了一例以CoPh为分子催化中心、Cd Se量子点为吸光单元、Ti O2为载体的键合型三元二氧化碳还原光催化剂CoPh@Cd Se/Ti O2。在以三乙醇胺（TEOA）为电子给体的DMF溶液中构筑了基于三元光催化剂CoPh@Cd Se/Ti O2的可见光催化二氧化碳还原体系,体系在可见光下光照140小时后生成CO和H2,基于催化剂的CO的产生效率为4389.9μmol g-1,CO的选择性达到83%。通过光电化学等实验明晰了三元体系中各组分功能、阐明了三元体系中电子转移机制。可见光照射下,Cd Se量子点的导带电子分别传递至分子催化剂CoPh和Ti O2导带,还原态的CoPh分子催化剂和Ti O2表面分别诱发CO2和质子还原反应。