钛酸锶（SrTiO₃）是一种无毒、稳定的宽禁带n型半导体,由于具有合适的导价带位置,能够满足光催化各类氧化还原反应所需要的热力学条件,因而在光催化水（H₂O）分解、有机污染物降解和二氧化碳（CO₂）还原中得到了广泛的应用。但是,SrTiO₃禁带宽度较大,能带间隙为3.4 eV,所以只能利用占太阳光谱比较少的紫外光,严重制约了其光催化效率。表/界面改性能够拓宽半导体材料光谱响应、提高载流子利用率,然而局限于单一表/界面改性方法的研究。本论文通过引入表面氧缺陷并嫁接羟基的复合表/界面调控方法提升了SrTiO₃光解离CO₂的性能,主要结果和结论如下:通过将商用SrTiO₃与硼氢化钠（NaBH₄）混合在氩气中烧结得到了表面含有氧空位的SrTiO₃样品(SrTiO_3-x),可由烧结温度调控氧缺陷的浓度;进一步进行碱性化处理在SrTiO_3-x上嫁接羟基,得到羟基修饰的SrTiO_3-x样品。合成工艺优化的样品相比于未处理的样品可见光下CO₂光解离性能提高了11.7倍,相比于未进行碱性化处理的样品活性提高了1.6倍。特别地,羟基修饰的氧缺陷型SrTiO₃样品实现了近红外光下的CO₂直接解离,对全太阳光谱的利用具有重要意义。高效的解离活性一方面来源于SrTiO₃表面氧空位和羟基对CO₂的吸附和活化,另一方面得益于与氧空位共生的Ti³⁺和羟基作为牺牲剂有效捕获光生空穴,实现整个反应的持续稳定进行。该研究首次实现CO₂在全光谱直接解离产出CO,对CO₂还原反应途径提出新的见解。复合表/界面改性方法为开发高效光催化材料提供了有效途径。