能源危机和环境问题使得人们对太阳能的关注越来越多,但普通太阳能的能量密度低,无法直接高效利用。因此本文考虑采用太阳能聚光技术,以此来大幅提高单位面积的太阳能能量密度,本文在太阳能聚光光催化反应系统中研究光催化还原CO₂。聚光系统可以为光催化反应提供足够的光强以及温度（200-1000^oC）、压力,从而实现光催化反应高效率,且产率高。（1）利用阳极氧化法制备了α-Fe₂O₃等金属氧化物催化剂,聚光光催化反应前后对样品进行FE-SEM、XRD、XPS和UV-vis表征,最后测试催化剂在太阳能聚光光催化反应器内的光催化活性。实验结果表明,聚光提高光催化还原CO₂的效率,不仅仅是通过提高反应过程中的光强度,温度和压力提高光催化反应的效率,并且反应过程中聚光条件下反应器内的环境对催化剂结构、晶型都做出了调控,改变其结晶度以及光致发光性能,最终提高光催化还原CO₂的反应效率。在聚光后的高光热条件下形成了α-Fe₂O₃/Fe₃O₄异质结,有效激活α-Fe₂O₃薄膜催化剂,从而获得比目前高得多的碳氢化合物产率。CH₄的转化率最高到800μmol·g^-1·h^-1左右,并且在聚光比为600（T=560 ^oC）的时候活性最佳。（2）利用溶剂热法制备了α-Fe₂O₃、Fe₃O₄、α-Fe₂O₃/Fe₃O₄光催化剂。由实验结果发现太阳能聚光光催化还原CO₂的反应系统对于金属氧化物半导体催化剂α-Fe₂O₃、Fe₃O₄光催化还原CO₂有利,将α-Fe₂O₃、Fe₃O₄结合起来,制备为具有异质结结构的光催化剂将提高其光催化还原CO₂的能力,并且扩大可见光吸收范围,提高太阳能利用率。