本发明涉及光催化材料技术领域，本申请提供了卤氧铋纳米材料、其制备方法和应用，其中包括缺陷态卤氧铋纳米材料、其制备方法和其在光催化还原二氧化碳制备一氧化碳中的应用。本发明提供的缺陷态卤氧铋纳米材料具有单层薄片结构且含有氧空位，单层片层厚度为0.80nm～1.0nm；所述缺陷态卤氧铋纳米材料为四方相晶体，晶胞参数为所述缺陷态卤氧铋纳米材料大小为200nm～500nm，其具有较强的催化能力。在此基础上，本发明应用该缺陷态卤氧铋纳米材料，可在常温、常压等条件下光催化还原二氧化碳。本发明所建立的光催化还原CO2的实用方法效率高、稳定性高，并且环境友好、可持续。