铂-钛酸纳米管复合催化剂电镜图
能源危机和环境恶化严重威胁着人类的可持续发展，由于大气中温室气体含量的不断增加导致的全球气候变暖，已被列为人类面临的最严峻的环境问题之一，近年来，随着低碳经济概念的提出，二氧化碳的减排、转化、捕集和存储逐渐成为研究的热点．在室温和常压下，借助半导体光催化剂催化转化二氧化碳制备碳氢化合物，被认为是最有研究价值和发展前景的方法之一．研究者已经发现以TiO2或者金属(Pt、Cu、Ag、Ru等)负载的TiO2为光催化剂，能够将二氧化碳和水转化为甲烷和（或）甲醇等有机燃料，对TiO2的尺寸和形貌控制，能够影响反应物的吸附和传输以及对光的吸收能力，从而对其光催化性能起着重要作用．
TiO2纳米管比表面积较大，具有较高的吸附能力和良好的选择性，其非封闭型结构有利于负载或置入其它功能性基团及活性成分，因此，在光催化、传感器、光电化学、太阳能电池等方面有广泛用途．但是TiO2的能带间隙为3.2eV，只能吸收波长小于387nm的紫外光．窄带系半导体CdS的带宽为2.42eV，能有效吸收可见光，同时其导带位置比TiO2高，将CdS与TiO2复合不仅可以扩大TiO2的光谱响应范围，同时可以减少光生电子-空穴的复合几率，提高光催化剂的量子效率．
上海交通大学机动学院燃烧与环境技术中心袁坚等人以商业P25为前躯体,用强碱水热超声法合成钛酸纳米管(TiNT),以其为载体采用离子交换法制备CdS复合钛酸纳米管(CdS/TiNT),再用浸渍法负载共催化剂Pt或Cu.对上述样品进行光催化转化CO2和H2O的实验研究,并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-VisDRS)、比表面分析(BET)等测试方法对催化剂的形貌、晶相、吸光性和比表面等物理性能进行表征.结果表明:钛酸纳米管TiNT的比表面积达到274.6 m2/g,为P25的四倍多.经CdS复合后的CdS/TiNT剂具有可见光响应.光催化转化二氧化碳和水蒸气的主要产物为CO和CH4,负载Pt或Cu后的Pt(Cu)-CdS/TiTNT其CO的产率(0.32μmol.h-1.g-1)是负载前的1.5倍,CH4的产率(0.13μmol.h-1.g-1)则提升了近3倍.