光催化CO2还原技术通过利用清洁丰富的太阳光来驱动“温室气体”CO2的还原转化实现碳资源再生,是环境控制和清洁能源利用的理想途径之一。高效光催化剂的开发是推进光催化CO2还原技术应用的关键。Ti O2由于其良好的光稳定性、低成本和环境友好,成为最受欢迎的光催化剂之一。然而,Ti O2这类传统无机半导体材料由于自身比表面积低、缺乏与CO2匹配的孔隙,因而光催化CO2还原效率较低,特别是在复杂废气环境以及空气条件下,由于O2的竞争性吸附显著抑制了CO2还原反应的发生。针对上述缺陷,将高CO2吸附量的微孔材料如微孔有机聚合物和金属有机框架材料引入到Ti O2光催化体系,CO2分子选择性吸附并富集在光催化剂的表面,从而促进复杂环境中低浓度CO2分子的吸附与光催化转化。（1）采用静电组装的方法将Zr基MOF（Ui O-66）与Ti O2光催化剂结合。设计的两步法策略使Ti O2/Ui O-66复合材料具有分级的多孔结构,保证充分的暴露催化位点和较高的CO2吸附(78.9 cm~3g-1)。结果表明,在以水为电子供体的温和气固体系中,多电子产物CH4的产率最高可以达到17.9μmol g-1h-1,选择性为90.4%。更重要的是,即使在稀释CO2条件下（≤2%）,CO2的光催化效率也达到了与纯CO2气氛相近的水平。（2）通过在Ti O2空心球表面原位交联卟啉聚合物,并与Pd（II）位点配位制备Ti O2/HUST-1-Pd复合材料,实现了对CO2气体分子的选择吸附,其CO2/O2吸附选择性高达23.9,是Pd/Ti O2的7.7倍,因此避免了空气环境中O2分子的竞争性吸附对CO2吸附和活化的抑制。结果显示,在空气条件下Ti O2/HUST-1-Pd的CH4产率可以达到11.7μmol g-1h-1。光照2 h后,Ti O2/HUST-1-Pd可将空气中约11.9%的CO2还原为CH4,而Pd/Ti O2仅为2.7%。通过对光催化机理的详细讨论,证实了CO2的高选择性吸附以及配位金属的助催化作用对有氧环境中CO2的光催化还原具有重要影响。（3）针对废气环境中CO2、NO和O2共存的光催化转化反应,对于实现大气污染控制以及碳资源循环利用的目标具有现实意义。将超细Ti O2纳米粒子组装在卟啉基聚合物表面,并配位Pd（Ⅱ）位点制备复合光催化剂。得益于Ti O2-120/HUST-1-Pd光催化剂的高比表面积与丰富的微孔,在CO2、NO和O2气体共存的环境中,CH4产率可以达到13.1μmol g-1h-1。最后,通过DFT计算和原位红外证明光催化CO2还原和NO氧化的活性位点分别位于Pd和Ti O2表面,并且在混合气氛下光催化CO2还原和NO氧化反应可以同时进行。这部分工作为工业废气中“温室气体”CO2的资源化利用与典型污染物NO的去除提供新的研究思路。综上所述,通过在光催化体系中引入微孔材料,实现了低浓度CO2的选择性吸附和光催化还原,为有效降低空气或烟道气中的CO2浓度并生成有价值的太阳能燃料提供新的思路。