人类对能源的需求迅猛增加带来了能源短缺的潜在问题,同时由于化石能源的大量使用带来了空气污染和气候变暖等环境问题。CO2光催化还原技术通过对太阳能的资源化利用将温室气体转化为可利用的有机燃料,是一项可以缓解能源压力的同时减轻温室气体排放的可再生能源技术,该过程具有零污染、低成本、反应条件温和等优势。本文利用金属改性技术对Ti O2进行调控,并对CO2光催化还原特性和机理进行了详细分析和研究,以期对CO2未来工业化利用提供指导意义。近年来,由于铜的优良性能和低成本,铜改性的Ti O2引起了广泛的关注,为了探究铜基催化剂对CO2光催化还原的作用效果,通过火焰喷涂热解（FSP）途径将高度分散的Cu+掺入Ti O2晶格中,合成的Cu Ti催化剂显示出比原始Ti O2高得多的光催化活性和高稳定性,并在Cu Ti-1上获得最高的CO和CH4产率。另外,XPS和PL分析证实了Ti O2晶格中高度分散的Cu+离子非常稳定,有效减慢了光诱导电荷的复合。单金属改性的催化剂可以有效提高光催化活性,但无法同时改善催化剂的选择性,为了提高CO2光催化还原活性的同时将CO2选择性地还原为目标产物,利用化学还原法将不同Pt/Cu比例的合金沉积到Ti O2表面,合成了Ti O2-Ptx Cuy光催化剂。结果表明一定Pt/Cu比例的合金沉积显著提高了催化剂的光催化活性,同时实现了催化剂的选择性还原。Cu的沉积明显促进CO和甲烷的生成,Pt的沉积则会明显抑制CO的生成,当Pt/Cu沉积比例为0.4:0.6时,CH4产物的选择性达到100%,同时生成甲烷的产率最高,CO2光催化还原的量子效率也最高。最后,利用原位漫反射红外傅里叶变换光谱技术,针对Ti O2光催化还原CO2反应路径及Pt、Cu金属改性Ti O2催化剂在光催化还原CO2过程中产生的吸附效应及作用机理进行探究。分析结果表明,单金属Cu的沉积有利于CO2的吸附转化,但不利于水蒸气的吸附,即CO2和H2O的吸附存在竞争关系。单金属Pt的沉积利于H2O的吸附,但不利于CO2的吸附。一定Pt/Cu比例铂铜合金的沉积同时促进了CO2和H2O的吸附,使其选择性地转化为目标产物。