本发明公开了一种含有非晶成分的中空多壳层材料的制备方法及应用，涉及功能材料技术领域。所述内外异质中空多壳层材料外层含有非晶组分，内层为结晶组分。通过调控金属氧化物前驱体种类以及金属氧化物前驱体溶液，在碳球模板去除以及壳层构建过程中实现了高丰度金属离子在低丰度金属氧化物中的过度掺杂，最终得到了一种外层含有非晶相成分，内层含有另一种结晶成分的内外异质中空多壳层材料的制备。该材料在光催化二氧化碳还原反应中表现出明显优于单一组分的反应活性以及甲烷选择性。