铁氢化酶是存在于低等微生物体内的、具有高效催化还原质子产氢活性的催化剂，值得人们去开发模拟以期实现高效的人工光合成放氢。近三年，量子点作为光敏剂与人工模拟铁氢化酶化合物组合的光催化产氢体系进展迅速，光催化产氢体系的催化效率和稳定性显著提高。为了明晰人工模拟铁氢化酶光催化产氢的微观机理，本论文我们细致研究了量子点光敏剂、铁氢化酶模拟化合物催化剂、电子牺牲体及溶剂对产氢体系效率的影响，通过稳态和时间分辨光谱获得了光催化产氢过程的电子转移速率，明确了光生空穴填充是影响产氢的关键步骤，并利用界面组装的方法构筑了非常高效的水相光催化产氢体系。具体研究结果如下:　　1.通过将树枝状谷氨酸二代聚合物连接到adt型Fe2S2活性中心合成了G2-ADT催化剂，结合MPA-CdSe QDs为光敏剂、抗坏血酸(H2A)为牺牲试剂在有机/水混合溶剂中构筑了三组分的光催化产氢体系。通过改变产氢体系中水占混合溶剂的比例，证明体系的光催化产氢效率与溶剂的介电常数、粘度及组分的稳定性密切相关。　　2.通过将二缩三乙二醇单甲醚链连接到adt型Fe2S2活性中心合成了水溶性的WS-ADT催化剂，结合MPA-CdSe QDs为光敏剂、H2A为牺牲试剂构筑了水相的光催化产氢体系。研究发现WS-ADT与CdSe QDs的紧密相互作用，使二者之间的光致电子转移速率常数达2×1011 s-1M-1，而牺牲试剂H2A与CdSe QDs的碰撞相互作用使二者之间发生空穴填充的速率常数为3×108 s-1M-1，显然这是限制体系光催化过程的关键步骤。需要指出的是，光催化产氢体系表现出明显的pH效应，但作为氢源的质子（H+）并不是影响产氢速率的关键，而是pH值改变了H2A的电离平衡和CdSe QDs表面电荷，进而影响着H2A与CdSe QDs光致空穴填充这一重要过程。　　3.利用界面组装的方法在水和二氯甲烷的界面上将疏水的Fe2S2(CO)6分子组装到水溶性的CdSe QDs上，制备了水溶的CdSe/Fe2S2(CO)6组装体，结合H2A为牺牲试剂在水相筑了高效稳定的光催化产氢体系。该体系82小时产氢转换数(TON)和产氢速率分别高达8781和596 h-1。这是当时报道的铁氢化酶模拟化合物光催化产氢体系中的最高值。通过热力学和动力学研究，证明了CdSe QDs到Fe2S2(CO)6光致电子转移的发生。组装体的形成不仅有利于光敏剂CdSe QDs到催化中心Fe2S2(CO)6的光致电子转移的发生，而且避免了对催化中心的复杂的水溶性功能基团的修饰。为构建新型的铁氢化酶模拟化合物水相光催化产氢体系的提供了新的思路。