如今,随着化石燃料（煤炭,天然气和石油）的迅速枯竭,以及其利用过程中带来的温室气体排放等问题,寻找长期可持续供应的可再生能源以及转化主要温室气体CO₂的方式成为热门话题。利用太阳能光催化还原CO₂反应,将CO₂转化为燃料或化工原料是解决上述问题的理想途径。Al₂O₃因其良好的吸附性能及热稳定性、价廉易得等优点,作为载体或者助催化剂广泛应用于催化领域。本课题组前期探索发现,无定形Al₂O₃具有一定的光催化活性,但仍存在一定的不足。为了提高无定形Al₂O₃光催化还原CO₂的性能,通过改变煅烧温度、采用碱性元素修饰、构建空心微球分级结构等途径对其进行改性处理。主要内容如下:1)通过简单水热法制备了具有分层纺锤状结构的勃姆石（AlO（OH））前驱体,再经过不同温度焙烧,得到了一系列不同结晶程度的Al₂O₃光催化剂。SEM及TEM结果表明,催化剂仍呈分层纺锤状结构,并含有不规则多孔结构,具有较大的比表面积。通过在模拟太阳光下还原CO₂实验考察了催化剂的活性,结果表明,当煅烧温度为400℃时,无定形Al₂O₃光催化剂表现出最好的光催化活性。PL及ESR测试表明,400℃煅烧时,无定形Al₂O₃光催化剂表面具有丰富的缺陷位,缺陷位的存在提高了光生电子-空穴对的分离效率,从而提高了催化剂的光催化活性。2)采用碱性金属Ca对分层纺锤状无定形Al₂O₃光催化剂进行修饰。ESR结果表明,Ca元素并未掺杂进Al₂O₃中,可推测其是以CaO的形式存在于Al₂O₃表面。光催化还原CO₂结果表明,当Ca元素的摩尔量占Al元素4%时,催化剂具有最佳的光催化活性。CaO的存在,提高了无定形Al₂O₃催化剂的碱性,从而提高其对于CO₂的吸附能力,进而提高了光催化活性。3)通过水热法,分别以CTAB和TX-100为模板剂,合成了具有分级结构的花状空心微球和海胆状空心微球无定形Al₂O₃光催化剂。所制备的催化剂具有大孔空心结构以及不规则多孔结构。具有空心结构的Al₂O₃光催化剂的CO₂还原活性均大于分层纺锤状Al₂O₃光催化剂,且海胆状空心微球Al₂O₃光催化剂具有最高的光催化活性。空心微球结构使催化剂具有较高的比表面积和较多的表面缺陷,提高了催化剂对CO₂的吸附能力以及光生载流子的分离效率,从而提高了催化剂的光催化活性。