本文以改良溶胶—凝胶法制备金属离子与非金属氮元素共掺杂的TiO2粉末催化剂。分别选用Ag+、Ni2+、Fe3+、Dy3+及Eu3+会属离子与非金属N元素制备共掺杂改性的TiO2粉末，采用XRD、BET、FTIR、TG/DSC、SEM、HRTEM和PL等分析手段，对催化剂结构进行表征，以还原CO2的性能评价其光催化活性。分析表征得到催化剂的晶型、比表面积、表面形貌等结果，实验表明，经金属离子与N元素共掺杂改性后，纳米TiO2粒径减小、比表面积增大、光催化性能得到了较大的提高，光响应范围向可见光区域有不同程度的拓展。当掺杂浓度为最佳掺杂量时光催化活性高，N最佳掺杂量为4％，Ag+最佳掺杂量为4％，Ni2+最佳掺杂量为6％，Fe3+、Dy3+及Eu3+最佳掺杂量均为1％。 通过对制备出的一系列共掺杂改性纳米TiO2催化剂进行还原CO2对比研究，在紫外光(254nm)的照射下，得到不同产量的还原产物甲醇，其产量大小依次为Eu—N/TiO2＞Ni—N/TiO2＞Fe—N/TiO2＞N/TiO2＞Ag—N/TiO2＞TiO2＞Dy—N/TiO2，可知Eu—N共掺杂TiO2光催化剂活性最好，其光照8小时甲醇产量可达到761.90μmol/g.cat。 本文还研究了以浸渍提拉法制备金属离子与非金属N元素共掺杂的TiO2薄膜。分别选用Ag+、Fe3+及Eu3+金属离子与N元素共掺杂对TiO2薄膜型催化剂进行复合改性，采用AFM和UV—Vis等分析手段，对薄膜催化剂进行表征，以还原CO2的性能评价其催化活性。结果表明，经金属离子与N元素共掺杂改性后，纳米TiO2薄膜光催化性能得到了较大的提高，光响应范围向可见光区域有不同程度的拓展。当掺杂浓度为最佳掺杂量时光催化活性高，N最佳掺杂量为0.5％，Ag+、Fe3+及Eu3+最佳掺杂量均为1％。 在紫外光的照射下，对制备出的一系列共掺杂改性纳米TiO2薄膜催化剂进行还原CO2对比试验，其光照3小时甲醇产量大小依次为Fe—N/TiO2＞Eu—N/TiO2＞N/TiO2＞Ag—N/TiO2＞TiO2，Fe—N共掺杂TiO2光催化剂性能最好，其甲醇产量可达到142.05μmol/cm2．cat。 通过筛选出最佳的薄膜催化剂进行光催化还原二氧化碳的反应，研究了薄膜与光源的距离、反应时间、CO2气体流量等条件对反应结果的影响。并对反应工艺条件进行优化，获得最佳的工艺参数为薄膜与光源的距离为4cm、CO2体积流量为100ml/min、光照时间为3h。