自工业革命以来,由于重工业的加速发展,具有高能量密度的化石能源的大量使用导致向大气排放的CO2的爆炸性增加,人类面临着严重的环境污染和自然资源的枯竭问题。如何有效的减缓和控制CO2的排放并进一步加以利用,实现“碳中和”,已成为世界各国亟待解决的问题。太阳能被广泛认为是一种洁净,丰富而又免费的可再生能源,每年向地球提供约120000 TW的能量。以丰富的CO2作为化学燃料的形式收集和存储太阳能,既可以解决碳排放的问题,又可以满足能源需求,对于社会的发展具有重要意义。因此,模仿自然光合作用的光催化CO2还原代表了一种清洁、碳中和且可持续的策略。氯氧化铋BiOCl（BOC）是一种典型的Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ族三元化合物,在诸多领域中存在应用价值。近年来,作为最深入研究的光学材料之一,氯氧化铋BiOCl由于其独特的层状结构和光学性质使其在光催化领域做出了突出贡献。但是这样廉价丰富的材料仍然有很大的局限,比如带隙宽,致使可见光响应不足无法充分利用太阳光,大大降低了材料的应用价值。为了解决这个问题,本文采用了多种手段对BiOCl进行了修饰,利用多种测试手段以及第一性原理计算主要研究了材料的性能与材料内在结构之间的关系,具体工作如下:（1）利用气泡模板法合成了由众多纳米片堆叠而成的BiOCl纳米微球,使用硼氢化钠对其进行处理,引入了氧空位并负载Au纳米颗粒,制备出一系列的不同负载量的Au/BiOCl异质结光催化剂。在可见光照射下,1.0%-Au/BOC复合光催化剂上CO和CH4的产率可分别达到13.02 μmol·g-l·h-1和1.90 μmol·g-1·h-1,分别是BOC（CO:1.56 μmol·g-1·h-1,CH4:0.34μmol·g-1·h-1）的 8和 5 倍。利用 Au 纳米颗粒吸收可见光,其表面等离子体共振效应（SPR效应）产生的高能量热电子可以增加参与CO2还原反应的电子的数量,从而提高光的利用率,加快反应速率。通过DFT理论计算BiOCl和Au的功函数可以验证欧姆接触的形成,有利于光生载流子的分离。通过原位FTIR光谱测试,提出了 CO2还原的反应机理。（2）采用化学还原法将Ag/Ag2O负载到BiOCl纳米微球上,并引入了氧空位,制备了一系列的Ag/Ag2O/BiOCl光催化剂。在模拟太阳光照射下,4-Ag/Ag2O/BOC复合光催化剂上CO和CH4的产率可分别达到30.69 μmol·g-1·h-1和15.98 μmol·g-1·h-1,分别是 BOC（CO:1.56 μmol·g-1·h-1,CH4:0.34 μmol·g-1·h-1）的4.7和5.3倍。除了利用Ag纳米颗粒的SPR效应增强光催化剂的可见光吸收能力,还合成了 Ag2O/BiOCl p-n结,在增加了参与反应的电子数量的同时,还提高了光生载流子的分离能力。通过原位FTIR光谱测试,提出了CO2还原的反应机理。（3）通过在N2气氛下对BiOCl进行热处理,从BiOCl晶格中原位生成氧空位（OVs）和Bi0纳米颗粒,制备了一系列Bi0/OVs-BiOCl光催化剂。非贵金属Bi0纳米颗粒以及氧空位的协同效应使得Bi0/OVs-BiOCl光催化速率显著提高。特别是250℃处理的BiOCl在CO生成方面表现最佳（24.82μmol·g-1·h-1）,几乎是BiOCl的四倍,并且未检测到CH4生成,对CO的选择性达到了 100%。由于存在OVs和Bi0纳米颗粒,光催化剂的光利用率和光生载流子分离能力得到了显著提高。通过DFT计算可以得出,Bi0/OVs-BOC的反应能降低,对CO的吸附能减弱,对H和OH的合适吸附能导致CO的高选择性生成。