过度开采与利用化石燃料导致全球能源告急，而且化石能源燃烧释放CO2造成温室效应并引发一系列全球气候问题。为同时解决能源短缺和温室效应两大危机，光驱动还原CO2转化为有机燃料成为最具潜力的研究课题。在光催化还原CO2这一领域，光催化剂普遍存在着光利用率低和CO2吸附能力差等问题，因此新型高效催化剂的开发非常重要。近年来，过渡金属碳化合物因其特殊的层状结构和优异的导电性能备受各国研究者关注。本论文制备了单纯Ti3C2TX材料以及相关Ti3C2TX复合材料，并探究了制备材料在光催化还原CO2领域的应用。
　　(1)通过酸刻蚀法制备了层状Ti3C2TX材料，并首次将单纯的层状Ti3C2TX材料应用于光催化还原CO2研究。合成过程中发现合成的条件不同，则制备材料的形貌与光生载流子传输速度也不同。表征测试可知酸刻蚀法制备的Ti3C2TX材料为疏松多层的层状结构，其中刻蚀36h得到的层状Ti3C2TX材料分层均匀、片层薄且其光生载流子的分离效率最高。光催化还原CO2性能结果表明，刻蚀36h得到的层状Ti3C2TX材料的性能最好。光反应4h后，对应的甲醇和乙醇产量分别为38.1μmolgcatal.-1和22.9μmolgcatal.-1，总产量为61.0μmolgcatal.-1。
　　(2)采取共沉淀和光还原的方法将Ag/Ag2S纳米颗粒负载到层状Ti3C2TX材料上制备了Ag/Ag2S/Ti3C2TX复合材料。Ag/Ag2S纳米颗粒负载到层状Ti3C2TX材料上能形成异质结，且复合材料中的Ag起着电子受体和反应活性中心的作用，因此材料中的光生载流子能有效地分离。光催化还原CO2性能结果表明，相比于Ag2S和Ti3C2TX材料，当Ag/Ag2S/Ti3C2TX复合材料负载的Ag2S为7.5wt%时，其催化性能最好。光反应4h后，甲醇产量为107.4μmolgcatal.-1，乙醇产量为17.9μmolgcatal.-1，其总产量(125.3μmolgcatal.-1)分别是Ti3C2TX材料总产量(61.0μmolgcatal.-1)的2.1倍和Ag2S材料总产量(24.6μmolgcatal.-1)的5.1倍。
　　(3)采用水热法在层状Ti3C2TX材料上生长碱性氧化物CeO2合成CeO2/Ti3C2TX复合催化剂。CeO2负载到层状Ti3C2TX材料上形成的异质结能有效阻碍光生电子-空穴对的复合，且碱性氧化物CeO2能够增加复合材料对酸性CO2的吸附，因此复合材料的光催化性能提高。光催化还原CO2性能结果表明CeO2/Ti3C2TX复合材料的光催化性能明显优于CeO2和Ti3C2TX材料。当CeO2负载量为12.5wt%，光反应4h后，甲醇产量为76.2μmolgcatal.-1，乙醇产量为33.7μmolgcatal.-1，其总产量(109.9μmolgcatal.-1)分别是Ti3C2TX材料总产量(61.0μmolgcatal.-1)的1.8倍和CeO2材料总产量(25.8μmolgcatal.-1)的4.3倍。