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虽然目前使用的燃料大部分属于化石燃料,但它的不可再生性和对环境的污染迫使我们寻找能够代替它的新能源。氢能源由于具有理想的发热值、燃烧性能好、无毒、减少温室效应等特点,是代替传统能源的不错选择。获得氢气的方法有很多,包括电解水制氢、光解水制氢、从不可再生的天然气中以及可再生的甲醇和生物质等中制氢,但电解水和光解水制氢似乎是最理想的方式之一。本论文的工作致力于设计电催化和光催化水制氢的催化剂分子。主要内容如下:1、在室温条件下,通过“一锅两步法”和“一锅法”分别合成了配体TECC和TECP及其他们的钴配合物Co(TECC)(Py)2 1和Co(TECP)(Py)2 2,并用紫外-可见光谱、核磁共振技术以及质谱等手段对其进行表征。2、配合物1在DMF中以醋酸为质子源电催化制氢的转换速率为2.74×10-3 s-1,而在质子源更多的混合溶液(V乙腈:V水=2:3)中,其TOF值增加到38.79×10-3 s-1,法拉第效率大约为90%。通过控制电量法进行72小时的电解实验,对电解前后配合物1的紫外-可见光谱和玻碳片的EDS测试分析可知配合物1在电催化制氢过程中具有良好的稳定性。同时,结合光谱电化学实验和先前报道的文献,推测出配合物1在电催化过程中,先形成Co(I)活性中间体,然后Co(I)结合一个质子形成Co(III)-H,Co(III)-H再与一个质子结合,释放出氢气并回到Co(III)。另外,通过检测紫外-可见光谱随配合物1的浓度的变化以及汞中毒实验可知,配合物1在电催化过程中为均相催化。同时,配合物1也具有光催化水制氢的性能,在最优条件下(光敏剂Ru(bpy)3Cl2浓度为0.4 mM,抗坏血酸浓度为0.8 M,pH=4.5,空气氛围),用波长为469 nm的光源光照配合物1的浓度为2.28μM的催化体系,3小时后,TON值达到152。3、配合物2在DMF中以醋酸为质子源电催化制氢的转换速率为2.0×10-3 s-1,而在质子源更多的混合溶液(V乙腈:V水=2:3)中,其TOF值增加到14.22×10-3 s-1,法拉第效率大约为87.5%。通过控制电量法进行66小时的电解实验,发现电解过程中电量和电流都很稳定,对电解后的玻碳片进行EDS测试分析,玻碳片上并未有沉积物残留,由此可知配合物2在电催化制氢过程中具有良好的稳定性。同时,我们还测试了配合物2的光催化水制氢性能,结果表明配合物2的光催化水解制氢效果并不明显。