以降低光生电子空穴的复合率为目标,本文构建了TiO₂-Ti₃C₂-Ru三元体系光催化剂,利用导电材料Ti₃C₂为过渡使贵金属Ru与半导体TiO₂实现结构上的分离,并将其用于光解水产氢反应中,对其产氢性能和反应机理进行了研究。而后对催化剂进行改进,使Ru均匀负载在载体（Ti₃C₂、TiO₂/Ti₃C₂或TiO₂）上,将其用于光热催化CO₂加氢反应中,研究了光热效应的来源以及不同载体的作用。具体工作内容如下:（1）采用水溶液浸渍法制备出Ti₃C₂/Ru,然后原位水热生长TiO₂纳米片,制得TiO₂-Ti₃C₂/Ru复合材料。对材料的形貌和结构进行表征,结果表明通过简单的浸渍法,在不需要额外的还原剂的情况下即可将金属Ru负载在Ti₃C₂上,再通过水热法在Ti₃C₂原位生长的TiO₂纳米片,进而获得了半导体TiO₂与金属Ru分离的特殊结构。（2）将TiO₂-Ti₃C₂/Ru复合光催化剂应用于光催化分解水制氢反应中。TiO₂受到光激发形成光生电子空穴对,而光生电子经过Ti₃C₂传递到Ru上,以Ru为产氢位点进行反应,其光催化产氢速率为235.3μmol·h^-1·g^-1。在实验过程中发现TiO₂/Ti₃C₂材料在该反应中存在明显的诱导期,推测这与Ti₃C₂表面的功能基团有关,在光照过程中表面功能基团逐渐由-O转化为-OH,进而改变催化剂的费米能级,从而改变电子的传递方向。而Ti₃C₂/Ru助催化剂因其形成了特殊的Ti-O-Ru化学键,使电子能够顺利地从Ti₃C₂传递到Ru上,消除诱导期。（3）先对Ti₃C₂进行不同程度的水热氧化,得到不同TiO₂含量的复合材料,以Ti₃C₂、Ti₂O/Ti₃C₂和TiO₂（完全氧化）为载体,采用光沉积负载Ru,探究光热催化CO₂加氢的性能。Ti₃C₂表现出明显的光热效应,在Ru-TiO₂-Ti₃C₂体系中,光照可使催化剂从室温30 ^oC升至320³50 ^oC。以Ti₃C₂为载体时,催化剂具有光热转换性能但无光催化增强;含有TiO₂的催化剂表现出光热协同催化性能,光催化贡献的比例随TiO₂含量的增大而增大。2%Ru/TiO₂光热催化CO₂加氢转化率可达24.6%,对应的CO₂转化速率29264μmol·g^-1_cat·h^-1,CH₄选择性可达98%。