叶绿素是自然界存在的天然光催化剂,当其与生物环境分离时,在光照射下容易光降解,导致它在光照相关领域中的应用受限。光稳定性的提高是构建人工光催化剂需要解决的关键问题。从仿生催化的角度考虑,将叶绿素引入与天然结构类似的水溶性蛋白中,利用其精致的结构和特殊的微环境可能会更好地调控叶绿素的光催化性能。本论文选用由两个环背对背构成的纳米桶状GroEL及其突变体单环SR1为目标蛋白,选取叶绿素a及其衍生物作为光催化剂模型。研究中秉持仿生催化的理念并依托超分子化学的特点,利用透析的方法将叶绿素a及其衍生物引入伴侣素GroEL及SR1的疏水空腔,以构建色素-蛋白复合物形式的光催化剂,并对其制备过程及性质进行了探究。主要内容如下:1)将叶绿素a通过透析的方法引入到GroEL的疏水空腔,制备Chl a@GroEL复合体。研究表明,GroEL可以有效稳定疏水叶绿素a;Chl a@GroEL复合体可实现对甲基紫精的光还原;比例为1:40的Chl a@GroEL复合体用于制备太阳能敏化染料电池,表现出的光电转化效率可以达到0.86%。这种色素-蛋白形式的光学催化剂可为研发新的光电材料提供理论基础。2)考虑到将GroEL拆分成单环SR1,用以叶绿素a的超分子组装,可能更有利于催化反应中的传质并影响组装体的性能,我们通过透析的方法制备了Chl a@SR1复合体。当SR1结合的叶绿素a越多时,复合体的光学稳定性越高,且可实现对甲基紫精的还原;将比例为1:60的Chl a@SR1复合体组装成太阳能敏化染料电池的光电转化效率可达到1.09%,并对其可能的作用机制进行了探讨。3)另一方面,通过置换反应将叶绿素a转变为铜代脱镁叶绿素a,利用透析法制备了Cu-pheo a@GroEL复合体。研究发现,GroEL并没有提高Cu-pheo a的光稳定性,但可以实现对甲基紫精的还原。比例为1:40的Cu-pheo a@GroEL复合体制备成太阳能电池的光电转化能力比其他两种复合体都低。本部分研究侧面反映了叶绿素中镁离子对其稳定性和光催化性能的重要作用。