CO₂是一种可再生资源，近年来由它所引起的温室效应已经受到人们的广泛关注。如何有效地对CO₂进行循环利用，一直都是研究者关注的焦点。通过仿光合作用实现二氧化碳的光催化转化，既可以减少CO₂对环境的影响，又可以实现CO₂的资源化利用。随着计算技术的不断发展，分子模拟已广泛应用于非均相催化领域，预测催化剂结构与活性的关系，探究催化反应机理。本论文以SrTiO₃作为光催化剂，研究CO₂在其表面的吸附和催化反应。主要工作包括：实验制备了钙钛矿型SrTiO₃催化剂，研究其光催化还原CO₂的适宜反应条件；采用密度泛函理论，模拟了CO₂分子在SrTiO₃（100）表面的吸附，以及与甲醇的反应。取得了如下的研究结果。首先，采用水热合成的方法，通过添加不同的表面活性剂，调整晶化时间、晶化温度、溶液pH值等，制备出不同粒径及形貌的SrTiO₃光催化剂。并在BET、XRD、SEM、UV-vis等表征结果的指导下，合成出粒径小、晶型较规则的SrTiO₃。随后，以甲醇作为溶剂和牺牲剂，利用合成出的SrTiO₃光催化还原CO₂，制得甲酸甲酯。考查了催化剂用量对产品产量的影响，证实了光催化还原CO₂是生成产品的主要途径。同时，借助Materials Studio软件，模拟了CO₂在SrTiO₃（100）表面的吸附，对所构建的七种吸附模型，分别计算并比较其键长、键角和吸附能，然后对吸附稳定结构进行了电子结构、态密度分析以及价键结构的Mulliken布局分析。结果表明，CO₂以C端向下的化学吸附方式垂直结合在SrTiO₃（100）表面的O位上。且吸附过程中产生的电子迁移，对CO₂分子起到了活化的作用。最终，模拟了吸附态的CO₂和甲醇在SrTiO₃（100）表面上合成甲酸甲酯的反应，得到了甲醇先在催化剂表面上解离，再还原CO₂成甲酸，最后甲酸脱附与甲醇反应生成甲酸甲酯的反应历程。