本研究以钛酸丁酯为钛源,HF为形貌诱导剂,采用水热法合成具有暴露（001）晶面的TiO₂纳米片,并以HIO₃为碘源,通过第二步水热法对合成的Ti O₂纳米片进行碘掺杂,成功制备了一系列碘掺杂高比例（001）晶面暴露的TiO₂纳米片。所制得的催化剂用于研究其在可见光下催化CO₂的还原能力。所制备的光催化剂结合场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析、比表面积测试法和紫外-可见漫反射光谱等表征手段探明了催化剂的形貌结构和物理化学性质与其光催化还原CO₂性能之间的关系。本文详细研究了这一系列可见光响应的碘掺杂高比例（001）晶面暴露的Ti O₂纳米片的光催化还原CO₂行为。通过调节初始的F/Ti比,采用水热法合成了具有不同（001）晶面比例的纳米结构TiO₂光催化剂,其中具有最大的（001）晶面百分数的样品达到78%。再对其进行I掺杂将具有不同（001）晶面比例的纳米结构TiO₂光催化剂的光响应区域扩展至可见光区域,其中1.5I-FTO样品在可见光下有最大的可见光吸收能力。在可见光照射下（波长>400 nm）,所制备的一系列光催化剂还原水蒸气饱和的CO₂气体,其主要产物为CH₄,以及少量的CO,其中光催化还原CO₂活性最高样品所生成的CH₄和CO的量分别为31.8μmol g^-1和13.7μmol g^-1,在经过5次循环实验后,其催化活性几乎保持不变。该系列催化剂的可见光响应归因于碘离子的掺杂,在Ti O₂表面晶格内形成了I-O-I键和I-O-Ti键,改变了TiO₂表面的原子排布,略微减小了Ti O₂的禁带宽度,使其能够吸收可见光。不同晶面比例的催化剂在相同实验条件下光催化还原CO₂的实验表明,（001）晶面与（101）晶面存在最佳比例,当比例为55:45时,可获得最大活性。由于（001）面的导带电势略高于锐钛矿相的（101）面,当光生电子-空穴产生后,光生电子更容易迁移至（101）晶面上将CO₂进行还原,同时空穴聚集在（001）晶面能够将H₂O氧化生成O₂,此过程有利于光生电子-空穴的分离和利用。