CO₂作为主要的温室气体,各国政府正致力于通过二氧化碳减排和资源化利用来降低温室效应对于全球气候的影响。TiO₂光催化技术利用太阳能将CO₂转化成可利用的碳氢化合物,在减少温室效应的同时也缓解了能源问题。因此,TiO₂光催化还原CO₂受到了研究者的广泛重视。采用二次阳极氧化的方法制备出高度有序的TiO₂纳米管阵列,由于TiO₂的禁带宽度比较大,只能吸收紫外光,对太阳光的利用率不高,并且在催化剂表面光生电子容易发生复合,为了解决这些问题,通过采用光电沉积法以及阳极氧化的方法分别将贵金属Ag、Au、Pt和非贵金属Fe沉积到TiO₂纳米管阵列中,制备出金属掺杂的复合型TiO₂纳米管阵列,利用SEM、EDS、UV-Vis DRS等方法对制备的TiO₂纳米管阵列进行表征分析,同时将TiO₂纳米管阵列用于光电催化还原CO₂水溶液,在常温300 W紫外光的照射下,TiO₂纳米管阵列做工作电极,铂片做对电极,Ag/AgCl为参比电极,NaHCO₃为反应液,反应一定时间后通过气相色谱仪分析其还原产物,比较改性前后TiO₂纳米管阵列的光电催化活性。实验表明,Ag、Au、Pt和Fe掺杂后的TiO₂纳米管阵列结构无变化,均为上下双层大管套小管结构,但掺杂金属后光响应能力明显增强,光吸收范围更大更广,光吸收带边发生红移,用于光电催化还原CO₂反应得到甲醇及乙醇。Ag掺杂的纳米管,沉积电压为-2 V和沉积浓度为0.001 mol·L^-1的Ag/TiO₂纳米管阵列的光电催化活性最好,反应2 h后甲醇的时空收率为4.34 mg·cm^-2·h^-1,乙醇的时空收率为4.35 mg·cm^-2·h^-1。Pt掺杂的纳米管,沉积电压为-2 V和沉积浓度为1.93×10^-3 mol·L^-1的Pt/TiO₂纳米管阵列的光电催化活性最好,此时甲醇的时空收率为5.24 mg·cm^-2·h^-1,乙醇的时空收率为9.13 mg·cm^-2·h^-1。Au掺杂的纳米管,沉积电压为-3 V和沉积浓度为0.10×10^-3 mol·L^-1的Au/TiO₂纳米管阵列的光电催化活性最好,此时甲醇的时空收率为4.39 mg·cm^-2·h^-1,乙醇的时空收率为8.43mg·cm^-2·h^-1。Fe掺杂的纳米管,当Fe（NO₃）₃溶液的浓度为0.1 mol·L^-1的Fe/TiO₂纳米管阵列的光电催化活性最好,此时甲醇的时空收率为5.55 mg·cm^-2·h^-1,乙醇的时空收率为10.9 mg·cm^-2·h^-1。