随着经济的发展,能源危机和环境问题日渐严重,寻找清洁及可再生的能源成为迫在眉睫的问题。氢能由于热值高、无污染而受到科学研究者的青睐。而水作为氢元素的主要载体,裂解水成为制取氢气最常用的方法。但在裂解过程中需要消耗较多的能量,受到自然界中氢化酶在生物体内催化质子还原成氢气的启发,人们模拟氢化酶的结构合成分子催化剂,降低水裂解产氢过程中的能耗。本论文主要做了以下研究:1、设计合成6种分子催化剂:[Ag₂（L）₂]1、[Cu₂^Ⅱ（L_α）₄]2、[Cu₂^Ⅰ（L_β）₂]3、[Fe（phen）₃]（PCPP）₂ 4、[Ni（phen）₃]（PCPP）₂ 5和[（bpy）₂Co（NO₃）]×NO₃×2H₂O 6。2、配合物的电催化活性研究（1）银配合物[Ag₂（L）₂]1以邻氨基苯甲酸乙酯和2-氨基苯并咪唑为原料合成1-[（2-甲酸乙酯）苯]-3-[苯并咪唑]三氮烯（HL）,三氮烯配体再和AgNO₃以1:1配比反应生成双核银配合物[Ag₂（L）₂]1,电化学研究发现,配合物[Ag₂（L）₂]1在pH=6.5的混合相中,过电势为877.2 mV,催化水裂解产生氢气的转换频率（TOF）可达到473 h^-1。（2）不同氧化态的铜配合物以2-溴苯胺、2-氨基苯并噻唑、2-碘苯胺为原料,合成了两种不同价态的铜配合物[Cu₂^Ⅱ（L_α）₄]2（L_α=1[（2-碘代苯）]-3-[苯并噻唑]三氮烯）和[Cu₂^I（L_β）₂]3（L_β=1,3-二[（2-溴）苯]）三氮烯)。在pH=7.0的缓冲溶液中,过电势为837.6 mV,配合物2和配合物3的TOF值分别为502 h^-1和582 h^-1。研究表明中心金属的价态对电催化活性有影响,一价铜配合物比二价铜配合物电催化活性更高。（3）配体相同中心金属不同的饱和配合物以1,10-邻菲罗啉（phen）和氯化亚铁或氯化镍为原料合成两种配位饱和的配合物[Fe（phen）₃]（PCPP）₂ 4和[Ni（phen）₃]（PCPP）₂ 5（PCPP=五氰基丙烯）,发现配位饱和的过渡金属配合物同样具有电催化产氢效果。在中性缓冲溶液中,过电势为838 mV,配合物4和5的TOF值分别为630.1 h^-1和673.5 h^-1,对比发现镍配合物的催化效果优于铁配合物。3、同时具有电催化和光催化效果的钴配合物以2,2-联吡啶（bpy）和硝酸钴为原料合成同时具有电催化和光催化效果的钴配合物[（bpy）₂Co（NO₃）]×NO₃×2H₂O 6,在电催化系统中,过电势为837.6 mV,配合物6的TOF值达到403 h^-1。在Ru（bpy）₃Cl₂（0.10 mM）,抗坏血酸（0.10 M）和配合物6（0.10 mM）组成的三组分光催化系统中,持续产氢时间长达15 h,TON值约为3000。