太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源,而氢能具有燃烧产物无污染的特点,是极具开发利用价值的清洁能源。利用太阳光照进行水分解的光催化过程,可以将太阳能转化为氢能加以利用。开发可以光催化分解水的半导体光催化剂成为了近年来研究的热点。在不同类型的光催化剂中,有机共轭材料具有结构、性能易通过化学结构调节的特点,受到了广泛的关注。然而,与无机材料相比,有机共轭材料的光催化效率通常不高,其结构-性能关系还有待探究。本论文围绕用于光催化制氢/制氧的共轭小分子展开研究,深入探讨了共轭小分子的结构、能级、聚集状态、表面电荷及助催化剂等对于光催化制氢/制氧性能的影响。第二章中,我们选用了一系列制备工艺简单、成本低的吡咯并吡咯二酮类染料小分子作为光催化剂进行光催化制氢反应,研究了不同原子及基团取代对制氢性能的影响。染料小分子DPP-CN、DPP-Cl和DPP-PN均具有对可见光的良好吸收,且具有适合进行光催化制氢的能级。通过研究发现,含有间位氰基苯单元的DPP-CN在水中具有良好的分散状态,并且可以与Pt助催化剂通过静电相互作用形成更好的界面接触,因此表现出最佳的光催化性能,光催化制氢效率最高为569.26μmol g^-1 h^-1。第三章中,我们设计合成了系列水/醇溶苝酰亚胺类共轭小分子,并通过氯原子取代来调控共轭小分子的能级,通过引入亲水性季铵盐侧链促进小分子分散,探究了氯原子取代和亲水性侧链的引入对小分子制氧性能的影响。研究发现,氯原子取代能够降低小分子能级,增强制氧的驱动力;亲水性季铵盐侧链能够促进小分子分散,提升光催化制氧效率。同时具有氯原子和季铵盐侧链的小分子展现出最佳的光催化制氧效率,可达92.8μmol h^-1g^-1。我们还进一步探究了溴离子对制氧性能的影响,证实了溴离子的引入可以通过促进羟基自由基的生成提升制氧效率。第四章中,基于上一章的苝酰亚胺类共轭小分子制氧材料体系,我们探究了Co₃O₄助催化剂对于不同小分子的光催化制氧性能的影响。研究发现,Co₃O₄的引入可以有效抑制光生电荷的复合,含季铵盐侧链的小分子光催化剂与Co₃O₄之间具有更好的结合能力,可促进光生电荷的快速分离与转移,提升光催化制氧效率。