费托合成是一种在高温、高压下将合成气（CO和H₂）转化为多碳有机物的反应,但是该反应过程中产物碳原子数分布广、选择性低,且产物中CH₄的占比较高。光热催化反应是指光热催化剂直接转化太阳光中的紫外光、可见光及红外部分为热能使催化剂自身升温,进而诱发催化反应。尽管光热催化的研究还处于起步阶段,与传统的光催化、热催化相比,它已经在反应活性、选择性表现出特异的优势。本文设计并制备铁系催化剂进行光热催化费托合成以实现降低反应的能耗及改进有机产物的选择性,主要结果和结论如下:1.设计了负载碱金属电子助剂的Fe₂O₃为初始催化剂,在光照、负压（55 kPa）的反应条件下即可驱动费托合成反应,由光热效应提供热能及较低的反应压力使反应过程的能耗极大降低。详细研究了催化剂表面负载碱金属电子助剂K⁺对催化性能的影响。K⁺抑制催化剂活性相上H的活化过程从而利于C-C耦合。研究结果表明适量的K⁺可使产物中多碳产物的占比明显提高;但是,过量的K⁺会使得催化剂表面迅速积碳从而抑制催化剂的活性,并且使得产物中的CH₄含量明显上升。2.设计了采用光活化的方法控制Fe₂O₃的相变过程从而调控碳化铁活性相的占比及暴露晶面,进而提升多碳产物的选择性。由于?-Fe₂O₃和?-Fe₂O₃为初始催化剂时分别表现出优异的选择性和活性,我们利用光活化方法并且控制活化过程的反应气氛制备出不同的α/γ-Fe₂O₃复合相以期实现选择性和活性的平衡优化。研究发现调控α/γ-Fe₂O₃复合相可控制反应过程中形成的Fe₅C₂活性相占比及暴露晶面,从而在保证相对高的反应活性的同时使多碳产物的选择性获得显著提升。最优化的样品其低碳烯烃（C₂⁼-C₄⁼烯烃）的选择性达到71.9%,远超过ASF分布模型的极限57%,CO的转化率达到28.8%。本文在光热催化费托合成中首次采用电子助剂、光活化调控活性相的方法实现多碳产物选择性的显著提升。本文的研究结果表明高效光热催化剂的设计及制备是实现低能耗、高效、高选择性的费托合成的有效策略之一。