解决全球变暖和能源短缺问题最具吸引力的战略之一是开发清洁、可持续能源。催化水还原制氢和CO₂还原是非常具有潜力的方式,其为太阳能或电能的转化和储存提供了良好的前景,不过相关反应涉及多电子或质子转移,驱动这些反应需要相当大的过电势。为了实现这一目标,科学家们已经做出相当大的努力来设计高效的用于能源转换的分子催化剂。本论文主要做了以下研究工作:1.设计合成了一种新型制氢催化剂,配合物[Ni ^Ⅱ（ATSM）]。其在有机相中的TOF值为19.74 h^-1,混合相中的TOF值为136.75 h^-1,制氢法拉第效率为91.57%。基于配合物[Ni ^Ⅱ（ATSM）]的光催化体系,在最佳条件下,蓝光（l=469 nm）光照80小时后氢气的TON值可达11525.7,表观量子效率为21.2%,并提出了可能的光催化制氢机制。2.研究了配合物[Ni ^Ⅱ（ATSM）]的CO₂还原性能。电化学研究表明,[Ni ^Ⅱ（ATSM）]可以催化二氧化碳饱和溶液产生甲醇,在2小时的电解过程中,生成甲醇的法拉第效率为88%。连同作为光敏剂的Au-Cd S纳米簇和牺牲剂抗坏血酸,催化剂[Ni^Ⅱ（ATSM）]在40 h的蓝光（l=469 nm）照射下,生成甲醇的TON值可达7857,选择性为85.86%,表观量子产率为21.62%。在相同的条件下,以Cd S纳米棒为光敏剂的光催化体系,甲醇的TON为11700,选择性为42.23%,表观量子产率为16.15%。与Cd S纳米棒相比,Au-Cd S纳米簇对CO₂还原制甲醇具有更高的选择性。3.描述了基于铜配合物[Cu ^Ⅱ（ATSM）]用于电化学和光化学驱动的CO₂还原制甲醇的新型催化体系。作为一种电催化剂,这种铜配合物在2小时的电解催化过程中,甲醇法拉第效率为74%。光催化的研究表明,在蓝光下,包含Au-Cd S纳米簇、[Cu ^Ⅱ（ATSM）]和抗坏血酸的三组分体系可以催化CO₂还原生成甲醇且能持续约40小时。光催化生成甲醇的TON为4067,选择性为74%。最高表观量子产率为9.0%。