近些年来,面对温室气体CO₂不断增加带来的气候和环境问题,人们采取变废为宝的发展理念,利用清洁能源将CO₂电还原为高附加值的化学品和燃料,以期同时解决环境恶化和能源短缺的问题。但由于CO₂分子本身具有非常高的热力学稳定性和动力学惰性,以及CO₂在水电解质溶液中较低的溶解度,使得CO₂的电催化还原面临着过电势高、电流密度小以及特定产物选择性低等问题。其中针对传统水溶液中CO₂的溶解度低和水还原生成氢气副反应与CO₂还原竞争等问题,人们开展了以离子液体作为吸收介质和电解液的电催化还原CO₂研究。但由于使用纯离子液体作为电解质溶液存在成本太高和大多数离子液体常温下粘度大的问题,需要找到一种合适的有机溶剂作为溶剂和离子液体共同构成电解质溶液来使用。因此,本文首先开展了利用碳酸丙烯酯（propylene carbonate,PC）为溶剂的离子液体体系中CO₂的电催化还原研究,并对这种新型体系中离子液体的催化作用机制进行了研究。在此基础上,我们更进一步开展了基于等离子体性质的新型贵金属催化剂在此新型电解质溶液中的CO₂电催化还原研究。具体来说,本论文的主要研究内容和结论如下:1、以咪唑基四氟硼酸盐为支持电解质和以PC为溶剂构成了一种低黏度、高导电性和高CO₂溶解度的新型电解质溶液,并以Ag片为工作电极,开展了CO₂的电催化还原研究。采用线性伏安、塔菲尔动力学和电化学交流阻抗谱等表征方法,对咪唑基离子液体在CO₂电化学还原过程中的催化机理进行了研究。结果表明,与传统的电解质四丁基铵四氟硼酸盐（[Bu₄N]BF₄）和其他碳链长度的咪唑基四氟硼酸盐相比,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim]BF₄）离子液体具有更低的起始电位和更高的交换电流密度。以其为电解质时,在-1.9 V（vs.Fc⁺/Fc）时,CO₂转化的电流密度可以达到8.2 m A/cm²且CO的法拉第效率可以达到98.5%。电化学阻抗结果表明,阳离子[Bmim]⁺在Ag电极上吸附,并能和CO₂^·-之间形成[Bmim-CO₂]_ad吸附中间体,降低了CO₂还原过程中生成CO₂^·-的能垒和整个反应所需的活化能,从而提高了电催化CO₂的转化性能。2、采用乙二醇还原法制备了Ag纳米立方,并以Ag纳米立方同时作为电催化剂和光吸收剂,以[Bmim]BF₄/PC为电解质溶液,开展了电催化还原CO₂的研究。首先,采用电化学等表征手段,研究了光的波长、强度等对电催化还原CO₂的影响。电化学表征结果说明,金属的等离子体和电化学的结合使得光生电子和空穴的传递更具有方向性,降低了电子-空穴的复合,从而提高了CO₂还原反应动力学,最终加快了反应速率和提高产物CO的选择性。最后,我们对光照激发等离子体条件下的CO₂转化性能进行了评价。结果表明,在Ag的等离子体共振波长420 nm的光照条件下,当光强大于等于60 m W/cm²时,产物CO的法拉第效率可达到100%。3、在已制备的中空纳米Ag球的基础上外层包覆Pd金属,成功地制备了纳米Ag@Pd核壳结构的催化剂,并研究了该复合催化剂的电催化还原CO₂的性能。研究结果表明,该复合杂化催化剂在降低还原电极电位的同时,还增加了电催化还原过程中的电流密度。转化性能测试结果表明,在520 nm光照条件下,当光强度为60 m W/cm²时,电催化还原CO₂的电流密度可以达到20 m A/cm²,且对产物CO的选择性可以达到96.2%。