化石燃料的大量消耗导致CO₂排放与日俱增,能源危机和环境污染问题日益加重。利用太阳能将CO₂光催化转化成有价值的太阳能燃料被认为是解决这两大问题最有前途的方法之一,不仅可以缓解CO₂引起的环境问题,而且生成的太阳能燃料可以部分代替化石燃料。实现太阳能高效地光催化还原CO₂至关重要的部分是光催化剂的开发与利用。目前越来越多的研究致力于研制高效的、尤其是可见光响应类型的光催化剂,包括BiVO₄、BiOI和CdS在内的可见光响应半导体催化剂已被认为有前途的CO₂还原光催化剂。然而,由于单一光催化剂本身光生电荷复合率高、分离效率低以及难以同时满足CO₂还原和水氧化的带隙结构等缺点,其CO₂转化效率并不高。因此,为了提高CO₂转换效率,本课题对单一光催化材料进行改性研究,以CdS为负载材料,分别与BiVO₄和BiOI进行复合,合成具有Z型异质结的CdS/BiVO₄和CdS/BiOI光催化材料以达到高效的光催化CO₂转化效率。具体研究内容如下:（1）采用十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂辅助水热的方法合成BiVO₄纳米片,调节反应前驱体溶液的pH调控BiVO₄纳米片厚度,pH值从2.5升至8.0,纳米片的厚度从15³0 nm增至80¹10 nm。沉积CdS纳米颗粒合成CdS/BiVO₄复合材料,优化CdS的负载量,并对制备的材料进行了多种表征。结果表明,随着BiVO₄纳米片厚度的降低,CdS/BiVO₄复合光催化剂CO₂还原效率增加。在光照5小时后,以55⁷5 nm BiVO₄为基体的CdS/BiVO₄纳米复合材料的CH₄和CO的最大产量分别为2.98和1.31μmol·g^-1。相比之下,以15³0 nm BiVO₄为基体的复合材料的CH₄和CO的最佳产量分别达到8.73和1.95μmol·g^-1。除了提高产率外,具有较薄BiVO₄纳米片基体的CdS/BiVO₄纳米复合材料更有利于CH₄的形成。从各项表征以及自由基检测实验可以得出结论,增强的光活性归因于通过Z型电荷传导模式,其能够有效地分离和传输光生电子和空穴。（2）通过水热法合成BiOI纳米片,并在表面沉积CdS纳米颗粒制备了CdS/BiOI复合材料,对合成的材料进行了晶体结构、形貌、能带结构和光电性质等进行了研究,同时研究其光催化还原CO₂性能。结果表明,CdS纳米颗粒紧密地分布在BiOI纳米片表面,两者接触面构成异质结结构,并在可见光（λ>400 nm）照射下,复合材料展现出比单独CdS和BiOI更高的光还原CO₂性能。最佳复合材料在光照3小时后的CO和CH₄产量分别为3.32和0.54μmol·g^-1。利用自由基检测实验证实了Z型电荷传导模式是复合材料光催化活性提高的主要原因。Z型异质结的构建有效地阻止了CdS的光腐蚀性,光催化剂表现出良好的循环稳定性。