工业文明的繁荣带给我们很多便利,同时也造成了许多严峻的问题,其中温室效应在地球上造成的影响越来越严重。作为温室气体成分中的一种,CO₂在大气中的含量近五年来不断攀升。地球上储存的化石燃料已处于枯竭阶段,其不可再生的特点使寻求新的资源成为科研人员们不懈的追求。太阳能作为可持续利用的自然资源,其高效利用和能量形式的转化备受关注。在温和条件下,光催化CO₂和H2O的反应可将CO₂转化为高附加值的化学品,如CO、CH₄、C₂H₆等,既可以减缓温室效应,又能够有效转化太阳能完成资源的整合与转化,在应用方面具有广阔的前景,因而受到科研界的广泛关注。本文制备出花状、杆状、圆片状等不同形貌TiO₂,利用湿化学还原法对制备TiO₂进行Ag的负载以构成Ag基复合材料,通过比较其光催化效果筛选出以MIL-125（Ti）为模板煅烧的圆片状TiO₂作为研究载体,合成出Ag/TiO₂复合光催化剂并分析了其理化特性,将其用于光催化CO₂和H2O的反应来测试其性能。结果显示:制备出的圆片状TiO₂为含锐钛矿、金红石的两相材料,大小均匀约为600 nm,表面存在微孔和介孔。负载Ag形成的纳米复合材料对可见光具有一定响应,在模拟太阳光照射下,表现出较好的光催化性能,将CO₂转化为CO和CH₄。通过考察不同Ag负载量Ag/TiO₂催化剂的产量高低,发现随Ag负载量的增大,复合材料光催化效果先提升后降低。当Ag负载量为1.0%时,产物产量最高,CO、CH₄的生成量分别为4.89 μmol/g、90.79 μmol/g。Ag纳米颗粒在光催化反应中充当活性位点,被吸附于催化剂表面的CO₂得到活化,因而Ag可驱动反应进行,在光催化反应中具有相当关键的作用。此外,为了提高Ag基复合材料的可见光催化性能,选择与Ti原子半径较为接近的过渡金属Ni作为金属掺杂剂对Ag基催化剂进一步改性,制备出Ag/Ni-TiO₂催化剂,考察了Ni掺杂对光催化效果的影响,并对催化剂进行了表征。研究表明,Ni的掺杂在TiO₂的能带结构中构建杂质能级,将催化剂的吸光范围移动到可见光区域,进一步提高了光催化效率。考察了不同Ni掺杂量催化剂的光催化效果,发现当Ni掺杂量为0.5%时,光催化反应产量最高,3h光照后的CO、CH₄产量分别为14.31 μmol/g、279.07 μmol/g。掺杂的Ni可通过捕获电子或空穴促进电子-空穴的分离,提高电子向Ag纳米颗粒的转移速率,进而共同促进光催化反应进行。可以看出Ag作为一种价格低廉的贵金属可以有效提升TiO₂对CO₂的吸附及活化,掺杂的过渡金属Ni可以进入TiO₂的晶格并在其能带结构中构建杂质能级,促进光催化反应中可见光的吸收和电子的转移。同时,Ag纳米颗粒可以与Ni共同作用进一步促进光催化CO₂与H2O的反应,该类负载型Ag基光催化材料具有较大的应用潜力。