利用太阳能和半导体光催化剂将温室气体CO₂还原为有价值的化工原料,在实现CO₂资源化利用的同时,还可缓解温室效应,是当前众多研究者关注的热点话题之一。g-C₃N₄（CN）作为一种新型的非金属半导体光催化剂,备受关注。但光生载流子易复合,光吸收性能和反应活性位点有限等缺点限制了其光催化还原CO₂的效率。针对上述缺陷,本文开发了高活性、高稳定性、价格经济的助催化剂,有效提升了CN光催化还原CO₂性能,为高效还原CO₂光催化剂的设计与开发做出有益的探索。本文首先探究了非贵金属助催化剂Bi纳米球修饰对g-C₃N₄光催化还原CO₂性能的影响。表征分析发现,Bi修饰不仅显著提高了CN对可见光的吸收,且可与CN形成肖特基结,促进光生载流子的分离和转移。此外,溶剂热处理导致CN的导带位置上移,光生电子的还原能力增强。在Bi修饰以及CN自身性质优化的共同影响下,可见光光照8 h下,最佳样品（30%Bi/CN）的CO和CH₄产量分别约为初始CN的3倍和9倍,但多电子还原产物CH₄的生成选择性仍有待提高。其次,为提升CO₂还原的CH₄产量和选择性,开发了一种既能充当电子陷阱,又能促进CO₂吸附活化的碳量子点（CQDs）助催化剂。研究结果表明,CQDs修饰不仅促进了CN对CO₂的吸附与活化,也提升了光生电子的迁移能力。同时,水热处理过程中,会引入大量的缺陷,CN中的N原子会部分被O原子取代,导致价带位置下移,促进了H₂O分子的氧化解离,为CO₂还原提供了丰富的H⁺。CQDs修饰改性的CN,CH₄选择性显著提高,最优达70%以上。采用气固反应法调控磷化程度,实现了还原型助催化剂Ni₂P和氧化型助催化剂NiO在CN表面的共修饰。实验发现,Ni₂P和NiO共修饰,可协同促进光生载流子的迁移与分离,有效光生载流子的产量显著增加,最佳样品（Ni₂P/NiO/CN（0.25））的CO和CH₄产量较CN分别提升了约4倍和29倍。基于表征分析结果,提出了Ni₂P/NiO/CN光催化还原CO₂的电子传输路径以及性能提升机制。以Pd作为贵金属助催化剂的代表,系统地探究了不同化学形态Pd（包括单原子Pd、PdO_x以及Pd单质）修饰CN光催化还原CO₂的性能。结果表明,三种形态的Pd均可促进CN光催化还原CO₂的性能,但促进效果存在显著的差异。Pd/CN-NP对光的吸收性能好,H⁺储量丰富,对·H利用效率高,但·H的形成受限;而Pd O_x/CN不仅对·H利用效率有限,且光生载流子的氧化还原能力不佳;Pd/CN-SA不仅具有优异的·H利用效率,且光生电子的还原能力强,因此具有最佳的CO₂还原活性。此外,性能评测和成本分析结果发现,Ni₂P/NiO助催化剂光催化转化CO₂效率高,可大规模生产,潜在危险和污染可控,材料合成成本低,在光催化还原CO₂领域具有替代贵金属Pd的潜力。