等离子体活化非均相催化反应是在温和条件下实现CO₂加氢反应的前沿策略。在本研究中，采用软模板法在Al₂O₃-x上构建了深孔通道结构。以Al₂O₃-x作为载体，通过浸渍法制备了Cu/Al₂O₃-x催化剂，并将其应用于等离子体催化CO₂加氢制二甲醚(DME)反应。在等离子体催化CO₂加氢反应中，Cu/Al₂O₃-0.75/HZSM-5展现出高性能和高放电效率。其等离子体催化CO₂加氢的CO₂转化率和DME产率分别达21.98%和9.83%，其中CO、CH₃OH和DME的选择性分别为25.39%、29.89%和44.72%。Al₂O₃-x上的深孔道结构能够作为Cu的负载位点，同时介孔结构的限域效应增强了金属-载体之间的相互作用及Cu的金属分散度。更丰富且更强的Brønsted碱性和Lewis酸性位点促进了CO₂的吸附、活化及加氢。值得注意地，锚定在深孔道结构中的Cu位点能够形成电场，从而引导等离子体活化CO₂中间体进入难以接近的孔隙中进行加氢反应。深孔通道中等离子体活化CO₂中间体的加氢对于提升等离子体催化CO₂加氢制DME反应效率具有重要意义。

采用异质结光催化剂来光催化产氢被认为是一种解决环境和能源危机的有效方法。本文采用水浴加热辅助的物理混合法制备了ZnCoP/CdLa₂S₄肖特基异质结，以提高光催化产氢的效率。由于ZnCoP具有较高的功函数和金属导电性，光生电子可以通过ZnCoP/CdLa₂S₄界面从CdLa₂S₄转移到ZnCoP上，从而抑制了光生电子与空穴的复合。此外，在ZnCoP与CdLa₂S₄的界面处形成的肖特基异质结抑制了电子从ZnCoP回流到CdLa₂S₄，进一步促进了电子-空穴对的分离。同时，与CdLa₂S₄相比，ZnCoP/CdLa₂S₄异质结具有更强的可见光吸收性能。此外，ZnCoP可作为电子受体和产氢的活性位点。紧密的ZnCoP/CdLa₂S₄界面、ZnCoP较高的功函数和金属电导率与肖特基结之间的协同作用显著增强了CdLa₂S₄光催化产氢的性能。当ZnCoP的质量分数为30%时，30ZCP/CLS复合材料具有最佳的光催化性能，在可见光照射下，以Na₂S和Na₂SO₃为牺牲剂时，光催化产氢的速率达到10.26 mmol·g^-1·h^-1，是CdLa₂S₄的7.7倍。结合活性数据和表征结果，提出了ZnCoP/CdLa₂S₄肖特基异质结光催化产氢可能的反应机理。

光催化产氢是解决环境污染和能源危机的有效途径之一。本研究构筑了Ni_x-MoS₂/ZnIn₂S₄异质结，以增强光生电子和空穴的分离并增加了产氢活性位点的数量。催化剂表征和理论计算表明，Ni_x-MoS₂与ZnIn₂S₄界面处的Ni可作为电荷转移的桥梁，Ni-S键是H₂O解离的活性位点，并且Ni_x-MoS₂表面上靠近硫空位处的硫位点促进了产氢反应。由于硫空位和Ni掺杂助催化剂MoS₂的协同作用，Ni_0.08-MoS₂/ZnIn₂S₄表现出最高的产氢速率，为7.13 mmol∙h⁻¹∙g⁻¹，是ZnIn₂S₄的12.08倍。本研究通过表面空位和掺杂的协同效应以及异质结的优化，为提高光催化效率提供了一条新策略。

二氧化碳催化加氢制二甲醚(DME)通常依赖于含铜金属氧化物/分子筛体系；然而，在反应过程中，铜物种向分子筛的迁移难以避免，这会导致Cu⁰位点和酸性位点的损失。在本工作中，通过共沉淀法合成了Cu/x%Ga-γ-Al₂O₃双功能催化剂。Ga以低浓度掺杂到γ-Al₂O₃晶格中，与表面Cu⁰物种形成界面活性位点，从而实现CO₂加氢制DME。实验研究与DFT计算表明，该催化剂在180 h内保持稳定，且Ga掺杂Cu/γ-Al₂O₃界面位点对CO₂加氢制甲醇和甲醇脱水制DME均表现出催化作用。Ga的掺杂增大了催化剂的比表面积，减小了金属Cu⁰的粒径，增加了催化剂上的酸性和碱性位点数量，并促进了H₂和CO₂的吸附。此外，还提出了一种新的DME合成反应路径。本工作去除了传统铜基双功能催化剂中的脱水组分，使两个反应能够在同一活性位点上发生，为新型二甲醚合成双功能催化剂的设计提供了新策略。