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本文以改良溶胶-凝胶法制备金属离子与非金属氮元素共掺杂的TiO2粉末催化剂。分别选用Ag+、Ni2+、Fe3+、Dy3+及Eu3+金属离子与非金属N元素制备共掺杂改性的TiO2粉末,采用XRD、BET、FTIR、TG/DSC、SEM、HRTEM和PL等分析手段,对催化剂结构进行表征,以还原CO2的性能评价其光催化活性。分析表征得到催化剂的晶型、比表面积、表面形貌等结果,实验表明,经金属离子与N元素共掺杂改性后,纳米TiO2粒径减小、比表面积增大、光催化性能得到了较大的提高,光响应范围向可见光区域有不同程度的拓展。当掺杂浓度为最佳掺杂量时光催化活性高,N最佳掺杂量为4%,Ag+最佳掺杂量为4%,Ni2+最佳掺杂量为6%,Fe3+、Dy3+及Eu3+最佳掺杂量均为1%。通过对制备出的一系列共掺杂改性纳米TiO2催化剂进行还原CO2对比研究,在紫外光（254nm）的照射下,得到不同产量的还原产物甲醇,其产量大小依次为Eu-N/TiO2＞Ni-N/TiO2＞Fe-N/TiO2＞N/TiO2＞Ag-N/TiO2＞TiO2＞Dy-N/TiO2,可知Eu-N共掺杂TiO2光催化剂活性最好,其光照8小时甲醇产量可达到761.90μmol/g.cat。本文还研究了以浸渍提拉法制备金属离子与非金属N元素共掺杂的TiO2薄膜。分别选用Ag+、Fe3+及Eu3+金属离子与N元素共掺杂对TiO2薄膜型催化剂进行复合改性,采用AFM和UV-Vis等分析手段,对薄膜催化剂进行表征,以还原CO2的性能评价其催化活性。结果表明,经金属离子与N元素共掺杂改性后,纳米TiO2薄膜光催化性能得到了较大的提高,光响应范围向可见光区域有不同程度的拓展。当掺杂浓度为最佳掺杂量时光催化活性高,N最佳掺杂量为0.5%,Ag+、Fe3+及Eu3+最佳掺杂量均为1%。在紫外光的照射下,对制备出的一系列共掺杂改性纳米TiO2薄膜催化剂进行还原CO2对比试验,其光照3小时甲醇产量大小依次为Fe-N/TiO2＞Eu-N/TiO2＞N/TiO2＞Ag-N/TiO2＞TiO2,Fe-N共掺杂TiO2光催化剂性能最好,其甲醇产量可达到142.05μmol/cm2.cat。通过筛选出最佳的薄膜催化剂进行光催化还原二氧化碳的反应,研究了薄膜与光源的距离、反应时间、CO2气体流量等条件对反应结果的影响。并对反应工艺条件进行优化,获得最佳的工艺参数为薄膜与光源的距离为4cm、CO2体积流量为100ml/min、光照时间为3h。