“哈伯-博施”（Haber-Bosch）固氮法作为工业合成氨工艺,为社会发展和科技进步做出了巨大贡献。然而,此工艺需要苛刻的反应条件,不仅能耗高而且排放大量的温室气体。因此,改进传统的工业固氮技术,寻求高效、低耗、清洁的合成氨方法已成为近几年的研究热点。常温常压下可见光催化氮气还原为氨气被认为是绿色合成氨技术之一,近年来受到研究者们广泛关注。但是,高效光催化剂种类有限、催化剂对可见光的利用效率低、催化剂对惰性氮气吸附弱催化活性不高等限制其实际应用。W18O49凭借其晶格结构中存在一定数量的缺陷和良好的吸光性能而成为较有潜力的光催化剂材料之一,在光催化、光电催化固氮反应中均被广泛使用。针对目前报道的W18O49存在形貌结构单一、缺陷浓度低、电子空穴对复合率高等不足,本论文主要通过简单的溶剂热法对不同形貌的W18O49进行掺杂改性来提高其光催化固氮活性。采用SEM、TEM、XRD、XPS、ESR以及UV-vis等表征手段对其形貌、组成、结构进行分析,将其与催化活性进行关联,并探究了该反应可能的机理。本论文的主要研究内容与创新性结果如下:（1）以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构导向剂,通过简单的溶剂热法,制备了一系列不同Ru掺杂的Ru-W18O49复合催化剂。与单一W18O49相比,Ru掺杂后复合光催化剂催化氮气还原合成氨的性能有一定提升。在纯水无牺牲剂、可见光照射的条件下,3mol%Ru掺杂的W18O49块状复合催化剂展现出最高的光催化产氨速率(25.8μmol gcat-1h-1),是纯的W18O49产氨速率(0.2μmol g-cat~1h-1)的128倍。此外,该复合光催化剂还具有好的重复使用性能。（2）在不加入表面活性剂的情况下,改变反应原料的量、反应温度和反应时间来调节催化剂的形貌和尺寸,用简单的溶剂热法成功制备了一系列Ru掺杂的W18O49微球状复合催化剂。相比于上一章的大尺寸块状复合催化剂,小尺寸微球状的Ru-W18O49催化剂呈现出更好的光催化活性。在纯水无牺牲剂、可见光照射的条件下,3mol%Ru掺杂的W18O49微球状复合催化剂的光催化产氨速率为66.4μmol gcat-1h-1,约是纯W18O49产氨速率(0.5μmol gcat-1h-1)的133倍,是相同负载量块状Ru-W18O49的2.6倍。这主要是由于Ru的掺杂不仅可以有效增加半导体晶格中的缺陷数量,还能够降低W18O49的带隙,使得光激发电子高效地向N2分子移动,更好地推动N≡N键的解离和N2还原。