环境污染与能源危机是影响人类可持续发展的两个重大问题。目前，化石燃料燃烧释放大量CO₂，大量CO₂气体增加引发了恶劣的气候、海平面上升等重大环境问题。因而降低全球CO₂排放量，构建环境友好、非化石燃料型可再生新能源体系成为研究的热点。CO₂作为一种潜在的碳资源，可将其催化加氢转化为有用的醇、烃类等化学品，但关键问题是氢的来源，如高温非均相与均相催化氢化作用、CO₂催化共聚等转化固定方法中的氢仍是从化石资源获取，则整个过程实际意义不明显；而光催化和电催化还原CO₂的氢来源于水，是洁净、环境友好型再生新能源方法，是性能优异的高级催化还原CO₂处理技术。自1979年Inoue和Fujishima在Nature上首次报道了水溶液中TiO₂半导体粉末可以光还原CO₂为有机化合物，TiO₂成为研究最广泛、最深入的体系，研究内容涉及催化剂的形貌、晶相、改性等方面。TiO₂NTs相对于TiO₂纳米粒子、纳米膜等结构，具有更大的比表面、更多的活性位点、更高的光催化活性，而备受青睐。但是TiO₂禁带宽度为3.2eV，只能吸收小于385nm的紫外光，从而限制了它的应用，由于紫外光在太阳光光谱中仅占约4%，而可见光则占到45%，因此欲使更多的太阳光得以利用，开发稳定、高活性、廉价、具有可见光响应的光催化剂是根本途径。本文主要进行了CdSeTe/TiO₂NTs光电一体化催化还原CO₂还原的研究，主要分为以下三个方面1.利用水热法将CdSeTe纳米片组装到TiO₂纳米管阵列上，制得CdSeTe NSs/TiO₂NTs催化剂。由SEM、HRTEM可知，CdSeTe呈片状生长于TiO₂NTs上。UV-vis DRS得到材料的能隙为1.48eV，XPS数据得到价带位置为1.02eV。对材料的光电催化还原性能测试发现，CdSeTe NSs/TiO₂NTs催化剂与基底TiO₂NTs相比，光照时对CO₂的电流密度明显提高。利用气相色谱检测发现光电催化还原CO₂的主产物为甲醇，并对其还原机理从能带匹配理论、电子传输高效性和材料的稳定性三方面进行了解释。2.利用光电沉积的方法制备得到了CdSeTe NPs/TiO₂NTs催化剂，由SEM可知，CdSeTe纳米颗粒的粒径较小约为20-30nm，并且均匀的负载在TiO₂NTs的表面。UV-visDRS图，可以看到复合后的带隙为1.24eV，禁带宽度进一步窄化，进一步提高了对太阳光的利用率。CdSeTe纳米颗粒的引入不仅增加了光活性位点，降低了禁带宽度，而且还降低了光电催化还原CO₂的过电位，进一步增大了CO₂的还原效率。3. CdSeTe NPs/TiO₂NTs催化剂材料的基础上，利用水热法将SnO₂负载到催化剂材料上，将SnO₂优良的电催化性能复合到催化剂材料中去。实验中发现，负载SnO₂后，带隙值（1.53eV）比CdSeTe NPs/TiO₂NTs（1.24eV）的略微增大，没有对其吸收利用可见光的能力引起太大的损失；并且材料的电催化性能得到了很明显的改善。