过度排放二氧化碳是全球变暖的主要原因,水泥工业核心反应是碳酸钙热分解,其作为高能耗高碳排放的行业,对全球生态环境造成严重的影响,高碳排放工业的节能减排刻不容缓。水泥分解过程直接排放的CO2可通过耦合反应从源头减少碳排放,燃料消耗以及电力供应过程的间接排放的CO2可通过CO2捕获、利用并转化为高附加值化学品,将CO2经过逆水煤气变换（RWGS）反应加氢催化为CO,CO和H2的混合气再经过费托合成反应制备烃类及含氧有机物等具有高附加值的化学品,可以有效的缓解能源危机和环境危机。论文的主要研究成果如下:（1）提出了在纯氢气氛下利用碳酸钙热解释放的能量原位还原碳酸钙的策略,过程中既不增加能耗又能将反应产物转化为CO,从源头实现减排,750°C纯氢条件下碳酸钙对于CO的选择性可达93.7%,CO的生成速率为0.756 mmol min-1。与空气气氛下的碳酸钙900°C以上完全分解对比,碳酸钙在纯氢气氛中完全分解温度降低150°C左右,得到高纯度和多孔固体产物Ca O。结合氢-氘交换、同位素实验和密度泛函理论计算表明,碳酸钙表面Ca-O键在相对较低温度下通过直接加氢机制选择性裂解生成CO,高温条件下通过了逆水煤气变换反应（RWGS）路径,即碳酸盐先分解释放CO2再自催化生成CO。（2）成功制备了铂单原子催化剂用于催化CO2还原,实现了对于逆水煤气变换反应的高选择性与高稳定性。由共沉淀法制备Zn Al-LDH,进一步在空气焙烧得到Zn Al-MMO复合氧化物,采用等体积浸渍法负载贵金属Pt,最后高温焙烧形成Pt单原子,催化剂制备工艺简单,对逆水煤气变换反应表现出良好的高温稳定性和活性,600℃时对CO2的转化率可达60%,已接近该温度点下的平衡转化率,同时对于CO的选择性接近100%,在空速为480000 m L g-1h-1的条件下,长时间反应48 h后CO2转化率未有明显下降,形成Pt-O-Zn键通过单原子与载体之间存在强金属-载体相互作用,有效解决了在反应过程中产物选择性低,稳定性差等问题,具有很好的应用前景。基于反应性能评价结果结合XRD、XPS、HR-TEM和In situ DRIFTS测试手段分析Pt-Zn Al-MMO催化剂的形态、结构、活性中心和以及反应机理。