由于人们对气候问题越来越关注,迫切希望能够减少化石燃料的使用,以降低二氧化碳排放量,多年来,人类一直在寻找更清洁、可持续的燃料。在众多可再生能源中,氢能以其高热值、无污染一直备受关注,尤其是现在,氢能将迎来前所未有的发展空间。考虑到氢化酶能够在温和的条件下高效地完成氢气生成和氧化,为此我们选题为:镍、铜、锌、铁、钯配合物的合成与催化氢气生成及氧化性能的研究。本文主要研究内容如下:1、设计并合成了6种过渡金属有机配合物:[Ni II（ATSE）]1,[Cu II（ATSE）]2,[ZnII（ATSE）]3,[Pd II（ATSE）]4,[（H2O）（bpc）FeIII-O-FeIII（bpc）（H2O）]5和[NiII（HPDC）2]6。使用X-射线单晶衍射（SC-XRD）、粉末X-射线衍射（PXRD）、核磁共振（NMR）、紫外可见光光谱（UV-vis）、磁化率、电子顺磁共振（EPR）、穆斯堡尔谱等多种手段对配合物的结构与性质进行了表征;2、配合物1-6光催化和电催化产氢的性能及机理研究电化学研究表明,这几种配合物都具有催化产氢的性能。[MII（ATSE）]类配合物在过电位为837.6 m V时,他们的电催化水还原产氢效率分别是819.97 h-1([Ni II（ATSE）])、666.92 h-1([Pd II（ATSE）])、323.00 h-1([Cu II（ATSE）])和105.17 h-1([Zn II（ATSE）]),同时发现配合物[Ni II（ATSE）]的效率最高。机理研究表明,它们都是通过配体ATSE2-和金属中心协同作用生成氢气。另外,多相光催化产氢体系中,配合物[Ni II（ATSE）]和[PdII（ATSE）]还具有光催化产氢的效果。配合物[Ni II（ATSE）]光照10 h的产氢效率即可达到11316.92（mol H2）/（mol cat）,而配合物[Pd II（ATSE）]光照28 h的产氢效率只有2548.6（mol H2）/（mol cat）。另外[（H2O）（bpc）FeIII-O-FeIII（bpc）（H2O）]和[NiII（HPDC）2]电催化质子还原产氢效率分别为301.87 h-1和1383.96 h-1。3、配合物3和6电催化氢氧化的性能及机理研究在氢气氛围下,添加维尔卡德碱作为质子捕获剂,根据电解前后核磁共振氢谱数据可以观察到氢气裂解所得产物。通过电化学分析得到两种配合物的氢氧化效率,配合物[Zn II（ATSE）]电催化氢气裂解效率为13.52 s-1而配合物[Ni II（HPDC）2]的为425.78 s-1,后者表现出更优越的氢氧化性能。机理研究表明,他们都需要通过配体上的活性位点和金属中心协同作用分解氢气。