二氧化碳（CO2）排放导致的全球温室效应是目前亟待解决的重要问题。绿色清洁的太阳光驱动催化CO2转化为高附加值化学品可以同时解决温室效应与能源问题。氧化镍（NiO）半导体材料的可控制备和精细化结构的研究对深入理解太阳能转换技术有重要意义。NiO半导体由于优良的电导特性,良好的化学稳定性和无毒性,在光催化方向上具有广泛的应用前景。然而,由于其光生电荷的复合程度较高,电子和空穴不能得到有效分离和转移,极大地抑制了NiO半导体光催化剂的应用。基于此,本论文针对NiO半导体光催化剂,通过非金属、金属元素掺杂和构建异质结的方式进行修饰,设计的新型高效NiO光催化剂实现了光生电荷的有效分离和CO2的高效光还原。主要研究内容如下:1.通过熔盐法制备了氮掺杂的NiO（N/NiO）半导体,采用了由二联吡啶钌光敏剂,乙腈/水/三乙醇胺反应介质,N/NiO光催化剂组成的CO2还原系统。研究表明,熔盐使得NiO由p型向n型发生了转变,该转变解决了p型NiO上CO2光还原为CO性能低的问题。此外,氮掺杂增强了NiO对CO2的吸附,促进了NiO上光生载流子的分离。由此,它们协同优化了CO2还原系统,最优氮掺杂光催化剂上的CO产率为235μmol·g-1·h-1,是p型NiO的16.8倍,是n型NiO的2.4倍。2.通过熔盐法制备了铒掺杂的NiO(Er/NiO1-x)半导体,并在上述反应系统的基础上,以Er/NiO1-x为CO2还原系统的光催化剂。一系列表征分析可知,高分散的Er掺杂使NiO的对称性改变、增强了其内部电场和CO2吸附活化,促进了NiO光生电荷的分离。此外,由密度泛函理论计算可知,Er改变了NiO偶极矩和极化,降低了NiO的CO2还原能垒。由此协同促进了体系中CO2的高效光还原,2%Er掺杂光催化剂上CO的产率达368μmol·g-1·h-1,表观量子效率达到7.4%。3.Z型异质结是提高光催化性能的有效方法之一,通过一步熔盐法制备了K2WO8,NiO和Ni WO4三元双Z型异质结（W/NiO）半导体。通过紫外-可见漫反射（DRS）、荧光光谱（PL）、光电化学等分析可知,双Z型异质结构拓宽了NiO的光谱响应范围,促进了NiO光生载流子的分离。与NiO相比,双Z型异质结增强了其表面对水分子的吸附和中间产物HCOO-的积累。优化了CO2还原系统,使CO的产率达到373μmol·g-1·h-1。上述研究表明,构建的直接掺杂型、异质结型的NiO半导体均能促进光生电荷的高效转移和分离,实现了高活性和高选择性的CO2光还原。