能源是人类进行工业生产和社会生活的先决条件,随着人类社会的不断进步,传统能源,如煤、石油、天然气面临枯竭,同时能源的消耗引发了一系列的环境问题,例如温室效应、光化学烟雾、臭氧层被破坏等等。由于传统能源的不可再生和能源消耗造成的环境污染问题,给人类的生产和生活带来不良的影响,因此,寻找清洁的可持续新能源来代替传统能源已经大势所趋。众周所知,太阳能与氢能不仅来源广泛,且清洁无污染,所以开发和利用太阳能和氢能成了众多科学家研究的重点。人工模拟光合作用被认为是解决未来能源危机的一条有效的途径,其最终目的就是将太阳能转化为化学能。在太阳能分解水制氢的过程中,将水分解成氧气和质子的水氧化半反应是光解水制氢的决定性步骤。在人工模拟光合作用研究领域内,水氧化反应面临的技术难题有：1.设计和开发出高效、稳定、廉价的水氧化催化剂；2.构建出高效的光驱动水氧化反应体系。本论文设计合成了基于2,2’-联吡啶-6,6’-二苯并咪唑配体的单核金属钌催化剂Ru(bpyridylbzim)(pic)2(C 1) (bpyridylbzim=2,2’-联吡啶-6,6’二苯并咪唑,pic=4-甲基吡啶),并对其催化水氧化性能进行了测试。在pH=1.0的CF3S03H溶液中,以硝酸铈铵为氧化剂,以C 1作为催化剂,反应3小时后C 1的催化循环数(TON)达到65；在含有10%7-腈pH=6.8的磷酸缓冲溶液中,以C 1作为催化剂,以[Ru(bpy)2(dcb)]2+(PS 1)(bpy=2,2’-联吡啶；dcb=4,4’-二羧酸乙基-2,2’-联吡啶)作为光敏剂,以Na2S2O8作为电子牺牲剂,研究了三组分体系光驱动水氧化反应的活性,光驱动水氧化反应1.5小时后TON达到8。这些结果表明催化剂C 1具有化学及光化学催化水氧化活性。为了构建高效的光驱动水氧化反应体系,本论文还利用已有的[Ru(bda)(isoq)2](C2)(H2bda=2,2’-联吡啶-6,6’-二羧酸；isoq=异喹啉)作为催化剂,分别以PS 1和[RuII(bpy)2(tpphz](PF6)2(PS 2)(bpy=2,2’-联吡啶,tpphz=四吡啶[3,2-a：2’,3’-c：3’’,2"-h：2’’’,3’’’-j]吩嗪)为光敏剂,以Na2S2O8作为电子牺牲剂,构建三组分的光驱动水氧化体系。在光敏剂PS 1的氧化电位(E1/2=1.40 V vs .NHE)高于PS 2(E1/2=1.34 V vs .NHE)的前提下,在含有10%乙腈pH=6.8的磷酸缓冲溶液中,PS 2与C2的光驱动体系比PS 1与C2的光驱动体系表现出了更高的光驱动水氧化活性,由此推测可能是PS 2与C2之间的π-π堆积的超分子作用作用提高了电子有效传输速率,一定程度上提高了其光催化水氧化的效率。