为了减少对化石燃料的依赖,我们需要寻求更加绿色的能源结构。利用太阳能将温室气体二氧化碳转化为燃料,为发展可持续碳中和经济提供了一个有前景的方案。光热催化二氧化碳还原能够实现宽太阳光谱高效利用,结合热化学和光化学过程,提高光-化学能转换效率,正受到越来越多的关注。非贵金属光热催化剂因其丰富的产量、较低的成本在未来工业化应用方面拥有较大的潜力,但是还依然存在着以下不足:（1）现有非贵金属光热催化剂难以实现全太阳光谱高效吸收,导致光热催化活性还远低于贵金属催化剂;（2）相比于贵金属,非贵金属催化剂需要更高的活化温度,容易发生烧结团聚,影响催化剂的使用寿命。因此,提高非贵金属催化剂的光利用效率和稳定性,依然是该领域面临的核心科学问题。针对该科学问题,本论文提出“构筑非贵金属钴复合结构高效光热催化二氧化碳还原体系”的研究思路,具体开展了以下研究:（1）我们发展了二氧化硅保护的硅纳米线阵列负载Co等离子体超结构催化剂,得益于Co纳米粒子等离子杂化效应和黑硅的陷光效应,该复合结构在宽光谱范围内达到90%以上光吸收,从而提高了 Co催化剂的光热催化性能。由于外层二氧化硅的限域效应,Co纳米粒子的抗烧结性能大大提升,复合催化剂的稳定性得到了显著提高。该复合催化剂设计策略为非贵金属光热催化二氧化碳还原的工业化应用打下了坚实的基础。（2）我们将非贵金属Co催化剂与表面等离子体共振效应强的Au纳米颗粒相结合,制备了 Au@Co@SiO2双金属壳核结构催化剂,在热催化二氧化碳还原中表现出更加明显的光效应。研究发现,在5个太阳强度的520nm波长的可见光照射条件下,甲烷的选择性从75%提高至95%,相比暗反应条件,光热催化甲烷化反应的表观活化能下降了 50%,表明该体系同时存在光热和光化学效应。该双金属策略能有效增强非贵金属光热催化二氧化碳还原的光化学效应,提高太阳光的利用效率,为发展高效非贵金属光热催化剂提供了新的思路。