能源危机和环境污染是当前严重阻碍人类社会可持续发展的两大世界难题,光催化还原二氧化碳(CO2)技术因其可以在减少化石燃料燃烧产生的CO2的同时,还可以产生有价值的化学燃料而受到广泛关注。在直接利用太阳光诱导驱动CO2还原的众多半导体催化剂中,卤化钙钛矿材料由于其优异的光电特性,成为极具潜力的光催化剂。尽管卤化钙钛矿材料近几年在光催化还原CO2方面取得了一定的研究进展,但基于这类材料的光催化体系的稳定性和催化活性仍然是很大的挑战。本论文围绕这一问题开展了以下两个方面的工作:(1)以无机卤化钙钛矿CsPbBr3为研究对象,首次将CsPbBr3/Cs4PbBr6这种稳定结构的复合纳米晶材料引入到光催化还原CO2体系。基于我们设计的乙腈/水/甲醇光催化反应体系,纯CsPbBr3纳米晶光催化CO2还原反应15 h后CO的产量仅为18 μmol g-1,而相同光照条件下CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶体系中CO的产量达673 μmol g-1,催化活性提升了 37倍,稳定性得到显著提高。此外,CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶催化剂在不含甲醇体系中光照15 h后CO的产量仅为96 μmol g-1,印证了甲醇在光催化体系中的促进作用。进一步通过液相产物表征证实了甲醇被氧化为高附加值甲酸产物。该工作首次证实卤化钙钛矿纳米晶材料光催化剂在光催化还原CO2体系中可以同时实现氧化反应底物为高附加值产物。(2)基于掺杂的策略制备出系列金属离子掺杂的CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶材料,并用于光催化CO2还原。相对于未掺杂的CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶,金属离子掺杂不仅可以增加光催化CO2还原体系的催化活性位点,还有效改善了 CsPbBr3纳米晶中光生载流子的分离效率,使光催化性能得到显著提升。通过对掺杂浓度的精细调控,将CsPbBr3基催化剂光催化CO2还原为CO的产量提高到1836 μmol g-1。通过光物理和电学研究深入分析了金属离子掺杂浓度与光催化性能之间的内在关联,并进一步证实了通过金属离子掺杂方式来提升光催化活性的策略具有普适性,为进一步高效高稳定的卤化钙钛矿基光催化剂的设计提供了一定的科学线索。