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随着工业高速发展，地球的生态环境正在遭到严重破坏，其中影响最大的就是导致全球变暖的“温室效应”。科学界普遍认为，温室效应产生的主要原因就是人类活动排放的以CO2为主的温室气体浓度在大气中急剧上升所致，所以近年来二氧化碳资源化技术研究受到了普遍的关注。尤其是二氧化碳的还原技术这一课题更是得到了广泛重视，其中光催化还原成为新的研究热点。目前光催化还原CO2主要是利用紫外光、在有机溶剂中还原CO2，其还原效率低，能耗高。所以本课题旨在探索一种可以利用可见光，在水溶液中光催化还原CO2的绿色新技术。光催化还原CO2的一个主要研究内容就是光催化剂的选择及其制备工艺。半导体光催化剂二氧化钛（TiO2）因其光催化活性高、无毒、价廉、稳定性好而引起人们的广泛研究。但是，TiO2的带隙较宽（3．2eV），主要利用紫外光区域能量才具有高的光催化活性，仅能利用太阳能中4％左右的能量。因此，本实验选择金属大环配合物酞菁钴（CoPc）作为活性物种，其具有良好的热稳定性、化学稳定性和光电性能，并且在可见光范围（600～700nm）有强吸收，实验中采用原位合成方法将酞菁钴负载在具有光还原性质的TiO2半导体载体上，制备出一种高催化活性和宽响应范围的可用于还原CO2的新型光催化剂。在催化剂的制备过程中采用了原位化学合成的新方法，即在TiO2凝胶基质合成过程中以邻苯二腈为原料，通过其四聚反应将酞菁钴在TiO2表面原位合成，得到均匀掺杂的in-situ CoPc／TiO2光催化剂。以光催化还原CO2的效率为考察指标，考察了催化剂制备中的CoPc负载量、pH值、原位合成的反应时间以及催化剂焙烧温度的影响，得出采用原位合成法制备催化剂的最佳制备条件：CoPc的负载量为3％；pH=1；邻苯二腈、氯化钴和钛酸丁酯同时加入；搅拌时间20小时；焙烧温度200℃。将在最佳条件下制备的in-situ CoPc／TiO2光催化剂用于可见光照射下还原CO2，考察了光催化反应中的影响因素，得到最优的CO2光还原反应条件：在100mL、0．1mol/LNaOH溶液中in-situ CoPc／TiO2光催化剂用量为0．15g；最佳电子供体为Na2SO3；Na2SO3的浓度为0．1mol／L；光照反应时间为10h。在光照反应10h后还原CO2为HCHO、CH3OH、HCOOH、CO和CH4的总产物量最高可达2965．30μmol／g-catal．。采用UV-Vis、DRS、FT-IR、XRD、BET、TG-DTA等手段证实了原位合成CoPc在TiO2表面的成功掺杂；TiO2和in-situ CoPc／TiO2的粒径为纳米级且分布均匀、比表面积较大，晶型主要为锐钛矿。本课题中制备光催化剂所采用的原位合成方法简单快速，节约能源；原位合成法制备的in-situCoPc/TiO2光催化剂在可见光照下就可以还原CO2，拓宽了纳米TiO2的吸收光范围，实现了可见光下、水溶液中CO2的还原，为将来直接利用太阳能提供了参考，为光催化还原CO2提供一个便捷廉价的途径。