在自然界生物体中的天然[铁铁]-氢化酶具有高效催化质子还原成氢气的能力,而氢气是最具有潜力的可再生能源之一,所以对[铁铁]-氢化酶活性中心进行结构和功能模拟已成为科学家的研究热点。基于此,我们设计合成了一系列新型[铁铁]-氢化酶模拟物,并对其结构和催化性能进行了研究,取得如下结果:（1）本论文总共合成了28个结构新颖的新型[铁铁]-氢化酶模拟物,均经过元素分析、FT-IR、¹H-NMR、³¹P{¹H}-NMR表征,利用X-射线衍射技术表征了15个模拟物的单晶结构,利用电化学循环伏安法测试了代表性模拟物的电化学性能;将碳点与模拟物进行自组装,初步探究碳点对模拟物催化性能的影响。（2）本论文的第二章第一节主要介绍了全羰前体化合物Fe₂（μ-xdt）（CO）₆[xdt=adt^NPh（SCH₂N（Ph）CH₂S）和edt（SCH₂CH₂S）]和不同的双膦配体PNP[PNP=（Ph₂P）₂NR,R=CMe₃,CH₂CHMe₂,（CH₂）₃Me,CH₂)₃Si（OEt）₃,（CH₂）₃NMe₂],通过氧化脱羰和光解脱羰两种取代反应,合成了10个新型含PNP-螯合取代的氮杂丙撑基[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂(μ-adt^NPh)（CO）₄{k²-（Ph₂P）₂NR}（1-5）和乙撑基[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂（μ-edt）（CO）₄{k²-（Ph₂P）₂NR}（6-10）,测定了4个模拟物1、2、6、9的单晶结构。对代表性模拟物2和7进行电化学循环伏安法测试,其结构表明:在弱酸HOAc存在下,模拟物2和7均具有将质子还原成氢气的电催化性能,相比乙撑基（edt）模拟物7,氮杂丙撑基(adt ^NPh)模拟物2显示了更正的还原电位,更低的过电位以及更高的催化效率,这有利地证实了天然[铁铁]-氢化酶所含氮杂丙撑基（NH）的重要性。（3）本论文的第二章第二节主要介绍了全羰基前体物Fe₂(μ-adt^NPh)（CO）₆和单、双膦配体通过氧化脱羰反应,得到7个新型的膦配体单取代[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂(μ-adt^NPh)（CO）₅{k¹-Ph₂P（R）}（R=NHC₆H₅,11;NHC₆H₄Me-p,12;NHC₆H₄OMe-p,13;NHC₆H₄CO₂Me-p,14;NHC₆H₄Cl-p,15;CH₂PPh₂,16;CH₂Ph,17）测定了4个模拟物11、12、14、17的单晶结构。将模拟物11-15和17进行电化学性能的测试,其结果表明:在弱酸HOAc存在下,模拟物11-15的电催化产生氢气的效率较17要低一些。（4）本论文的第三章第一节主要介绍全羰前体物Fe₂（μ-odt）（CO）₆（odt=SCH₂OCH₂S）与不同的双膦配体PNP[PNP=（Ph₂P）₂NR,R=（CH₂）₃Me,（CH₂）₃NMe₂,（CH₂）₃Si（OEt）₃)通过氧化脱羰和加热回流,合成了6个新型含氧杂丙撑基的PNP-螯合取代[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₄{k²-（Ph₂P）₂NR}（18-20）和桥连取代[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₄{μ-（Ph₂P）₂NR}（21-23）,测定了4个模拟物18、21、22、23的单晶结构。对代表性模拟物18和21进行电化学性能研究,其结果表明:无论在强酸TFA还是弱酸HOAc存在下,相对于模拟物21,模拟物18显示了更高的催化效率和类似的过电位,这与理论预测“不对称取代模拟物被认为是一种催化性能较好的理想催化剂”相一致。（5）本论文的第三章第二节主要介绍了全羰基前体物Fe₂（μ-odt）（CO）₆与双膦配体（Ph₂P）₂X[X=CH₂（dppm）和N（CH₂CHMe₂）（dppa）]通过不同的反应条件,发生选择性羰基取代反应,其结果如下:i)在氧化脱羰条件下,生成dppm-单取代模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₅（k¹-dppm）（24）和dppa-双取代螯合模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₄（k²-dppa）（25）;ii)在365nm的紫外灯照射下,生成dppm-双取代桥连模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₄（μ-dppm）（26）和模拟物25;iii)在加热回流条件下,生成模拟物26和dppa-双取代桥连模拟物Fe₂（μ-odt）（CO）₄（μ-dppa）（27）。测定了模拟物24、25、26的单晶结构,对代表性模拟物25-27进行循环伏安法电化学测试,其结果表明:在强酸TFA作为质子源的时,模拟物25-27都具有电催化性能,但螯合取代模拟物25的还原电位要更正些和催化效率要更高些。（6）本论文的第四章主要介绍了新型含磺酸基的[铁铁]-氢化酶模拟物Fe₂{（μ-SCH₂）₂N（CH₂CH₂SO₃H）}（CO）₆（28）与功能化的碳量子点（CQDs-COONa）的自组装,对自组装体系进行了紫外吸收光谱和荧光光谱测试,其结果显示了模拟物28与碳点间存在荧光猝灭现象,这表明碳点在光激发下产生的电子可有效地传递给2Fe2S簇核,这个有效的电子转移是光驱动仿生模拟物实现催化质子还原成氢气过程的重要一步。