依赖化石能源带来的能源危机和环境污染问题日益突出，人们试图寻找清洁、高效和无污染的能源，比如：风能、地热能和潮汐能。受植物光合作用的启发，利用光能制氢具有重要意义。光催化制氢的重要课题是控制光生空穴和光生电子的分离，使电子和高效地还原质子得到氢气。在过去的多年中，人们试图构筑非贵金属催化的光催化体系，像铁基、钴基、镍基和铜基催化剂被大量研究。同时，镍双齿膦配合物、镍多齿吡啶配合物等镍基配合物被用来做光催化的分子催化剂。
但是，由于反应中生成不稳定的反应中间体，它们大多具有较短的反应寿命和较低的转换效率。本文中通过密度泛函理论研究不同配体的镍基配合物的分子轨道、平均电离能和结合能，进一步研究其光催化制氢的全过程。通过对构效关系的研究发现，以qbz为前端配体的催化剂具有较好的催化效果。25mg的NQP 1催化剂可以实现1190 μmol h−1 的产氢效果。通过改变适当的配体或者官能团，催化剂和光敏化剂之间的电子转移过程可以被加速。通过计算过渡态和反应能垒研究了光催化产氢的反应机理。DFT计算能够高效地帮助光催化材料的研发的设计。Accelerating Nickel-Based Molecular Construction via DFT Guidance for Advanced Photocatalytic Hydrogen Production，ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 17486−17499
