利用太阳能光催化还原CO2为碳燃料,从而实现CO2的可循环再生利用,这为解决全球变暖和能源短缺问题提供了一个可行的方案。为了获得高活性和高选择性的CO2还原光催化材料,本研究以15 nm SiO2球形颗粒为模板剂,采用硬模板法制备了高比表面积的多孔Ta2O5光催化材料,并将Ag助催化剂作为CO2活性位负载于其表面提升光催化活性和选择性;制备了高比表面积的介孔g-C3N4光催化材料,并负载助催化剂Ag提升光还原CO2活性;硬模板法制备了大比表面积的多孔Bi0.5X0.5VO4（X=La,Sm,Dy）固溶体光催化剂,获得了高活性的多孔Bi0.5La0.5VO4固溶体催化剂,并分析了多孔Bi0.5Sm0.5VO4和Bi0.5Dy0.5VO4活性低的原因。本论文具体研究如下:（1）以15 nm SiO2球形颗粒为模板剂,采用硬模板法合成高比表面积的多孔Ta2O5光催化材料,并通过原位光沉积法将Ag纳米粒子负载于多孔Ta2O5表面。研究了多孔结构和Ag助催化剂对光催化还原CO2活性和选择性的影响,并通过原位红外技术推测其反应机理。N2吸脱附和CO2吸附测试表明,多孔Ta2O5的比表面积和CO2吸收量为107.3 m~2·g-1和0.53 mmol·g-1,分别是体相Ta2O5的28.2和13.3倍。高的比表面积能够增强CO2的吸附,提高CO2还原的选择性。稳态荧光和电化学测试表明Ag负载促进了多孔Ta2O5光生电子-空穴的分离。同时,CO2程序升温脱附和CO2原位红外吸附表明Ag和CO2存在强相互作用,可以作为CO2还原反应的活性位点,从而进一步提升活性和选择性。其中,1.0 wt%Ag/Ta2O5光催化剂的CO和H2析出速率分别为1.7μmol·g-1·h-1和0.17μmol·g-1·h-1,CO2还原生成CO的选择性达到90.9%。原位红外测试表明,光照下Ta2O5表面吸附的CO2和H2O形成HCO3-和m-CO32-,然后分解转化为CO。（2）以15 nm SiO2球形颗粒为模板剂,三聚氰胺为原料,热缩聚法合成高比表面积介孔g-C3N4光催化材料,然后采用光沉积法将Ag纳米粒子负载在其表面。N2吸脱附测试结果表明,介孔g-C3N4的比表面积高达120.4 m~2/g,是体相g-C3N4的8.0倍。CO2程序升温脱附测试表明,Ag/介孔g-C3N4不仅可以吸附更多的CO2,而且Ag和CO2分子间存在较强的作用力。光电化学测试结果可知,Ag单质作为助催化剂不仅提高g-C3N4的电荷分离效率,而且降低了界面的反应阻力,进而提升了光催化活性。其中,3.0 wt%Ag/介孔g-C3N4的光催化活性最高,其CO生成速率为2.17μmol·g-1·h-1,分别是体相g-C3N4和多孔g-C3N4的4.82和2.82倍,并具有高的稳定性。（3）通过纳米球形SiO2模板剂抑制催化剂颗粒的生长从而合成高比表面积的多孔Bi0.5X0.5VO4（X=La,Sm,Dy）固溶体光催化材料。得益于纳米SiO2的限域效应,硬模板法制备的固溶体的粒径明显小于固相法制备的体相固溶体。N2吸脱附测试结果显示950°C焙烧下制备的多孔Bi0.5X0.5VO4（X=La,Sm,Dy）的比表面积为固相法的10倍。光催化CO2还原活性评价表明多孔Bi0.5La0.5VO4（950°C）固溶体的CO析出速率达0.58μmol·g-1·h-1,是体相Bi0.5La0.5VO4的3.9倍。这归因于多孔Bi0.5La0.5VO4较体相具有更高的载流子分离效率和更低的CO2还原界面阻力。然而,尽管多孔Bi0.5Sm0.5VO4和Bi0.5Dy0.5VO4光催化剂具有更小的粒径和更高的比表面积,但其光催化还原CO2活性较体相并未明显提高,推测可能是它们的稳定性不如Bi0.5La0.5VO4,在热Na OH溶液刻蚀SiO2过程中,材料表面态发生微弱的改变,从而导致催化性能的下降。