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日益严重的能源短缺和化石能源的过度使用已经给社会经济发展和生活环境带来了很多问题,开发以氢能为代表的清洁能源是一种有效解决上述问题的途径。光催化制氢可以将太阳能这一可再生能源转化成氢能,而且氢燃烧的产物是水,因此通过光催化制氢在解决能源短缺问题的同时也能有效保护环境。光催化制氢的效率与光催化剂的组成、微观结构等息息相关。在本文中,我们以石墨烯为结构主体,通过稀土离子/化合物调控其与吡啶炔、卟啉等共轭有机化合物组装从而制备了一系列高效光催化制氢复合催化剂,进而研究了其组装机制、光催化析氢与电子转移机理,主要研究内容如下:首先,通过静电相互作用和配位相互作用,制备了一种稀土离子（Ln）界面连接、结构新颖的1,2-二（吡啶-4-基）乙炔（DPyE）/氧化石墨烯（GO）三维复合物（GO-Ln-DPyE）。并且考察了复合物的微观结构、形貌及其组装机制。进一步地,研究了GO-Ln-DPyE复合物的光催化制氢性能。发现GO-Ln-DPyE的光催化活性明显高于没有桥联剂（稀土离子）的GO-DPyE复合物,说明Ln在调节GO-Ln-DPyE复合物的微观结构及其光催化制氢性能中起到的关键作用。而且,光电流和电化学阻抗谱结果显示,以稀土离子作为GO与DPyE间的界面连接剂,为光生电子转移提供了更加明确的路径,从而有利于提高电子与空穴的分离及光催化制氢活性。这为构建一种具有高光催化活性的GO基异质结构提供了一种新策略。相对于1,2-二（吡啶-4-基）乙炔,卟啉的结构多样且易于调制,可见光区的摩尔消光系数高。因此,接着以5,15-二苯基-10,20-二（4-吡啶基）卟啉（DPDPP）代替1,2-二（吡啶-4-基）乙炔,通过稀土离子（Ln）作为氧化石墨烯（GO）和DPDPP的界面连接剂,制备了一系列GO-Ln-DPDPP复合物。研究发现,通过静电相互作用在GO界面铆合的Ln对GO-DPDPP的形貌和结构有重要的调控作用。同时,发现植入GO中的Ln可以有效地促进GO与DPDPP之间的电子转移,进而提高GO-Ln-DPDPP复合物的光催化制氢活性。此外,也研究了这种复合物的光催化制氢机理和电子转移机制。结果表明,DPDPP高的可见光吸收,以及Ln界面桥联导致的DPDPP与GO间强相互作用能够使光生电子/空穴对有效分离,并使其界面电阻明显降低,这是GO-Ln-DPDPP复合物具有较高光催化制氢性能的重要原因。这些结果表明界面调控在构筑特殊微观结构的高效光催化制氢催化剂中的关键作用。最后,我们通过原位水热法在GO-C3N4中铆合高分散、小尺寸、混相LaVO4,从而获得一种具有高效光催化制氢性能的GO-C3N4-LaVO4复合物。根据光催化制氢、荧光光谱、光电流响应和电化学阻抗的结果,发现LaVO4在提高GO-C3N4复合物光吸收能力的同时也能有效抑制其光生电子-空穴复合;此外,GO与C3N4可以调节LaVO4的结晶形式,复合物中四方相与单斜相的LaVO4混相有利于光生电子-空穴的分离,因而GO-C3N4的光催化制氢性能得到了明显提高。因此,GO-C3N4界面间混相含氧酸盐LaVO4的引入,不仅可以提高复合物的光吸收而且能促进电子转移,还可以避免以金属纳米粒子为助催化剂的不稳定性,为构建新型、稳定、高效而廉价的有机复合物半导体光催化剂提供新思路。本论文的研究为构建结构新颖、性能优异的石墨烯基复合光催化剂提供新思路,也为利用太阳能转化为氢能过程中涉及的光生电子转移问题提供实验依据和理论指导。