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利用可再生能源,通过电催化还原CO2（CO2RR）制备高附加值的化工原料,可以实现碳的闭环循环,因此受到广泛关注。然而,由于CO2分子的稳定性需要施加更大的负电位才能促进其转化,在较负的电位下会发生严重的析氢反应,从而造成产物选择性的降低,同时大部分催化剂在负电位下是不稳定的。因此,设计具有高选择性、高稳定性的催化剂至关重要。本论文主要围绕设计、制备基于资源丰富、催化效果好的Sn、Cu基催化剂开展工作。具体的研究内容主要包括以下几个方面:（1）首先利用较大表面积的泡沫铜为基底,通过电沉积的方法控制不同的沉积量,进一步通过煅烧制备出具有异质结的Cu3Sn/Cu6Sn5催化剂。分别与煅烧前及纯相合金的性能对比发现,异质结的形成是性能提升的主要原因。在H型电解池中,-1.0 V vs RHE电位下,该催化剂在0.1 M Na HCO3电解液中对甲酸的选择性为82%,其分电流密度为18.9 mA cm-2并且催化剂稳定性能达到42 h。在流动电解池中（1 M KOH）,对甲酸的选择性达到90%以上同时甲酸的分电流密度能达到148 mA cm-2。通过理论计算表明,相比于纯相的Cu3Sn和Cu6Sn5合金,在Cu3Sn/Cu6Sn5异质结界面处更有利于稳定甲酸的中间体,同时对氢表现出适度的吸附,而生成甲酸的过程中需要消耗质子,因此抑制了氢气的析出,进而促进了甲酸的生成。本文制备异质结催化剂并且探究了催化活性与结构之间的关系,为制备一些具有异质结结构的催化剂提供了一些思路。（2）由于一些金属氧化物的活性位点在还原电位下是不稳定的,比如纯相的SnO2会被还原成金属态的Sn,而前期的一些实验及理论计算表明SnO2的催化活性要高于金属Sn。因此,为了在还原电位下保持氧化锡较高的活性,我们通过掺杂亲氧能力更强的金属来稳定氧化锡,即在低温条件下采用一步还原法制备了以金属氧化物In-SnOX为壳,合金In Sn4为核的核壳结构Sn-In合金催化剂。通过性能测试发现该催化剂能够在较宽的电位窗口内（0.7～1.2 V vs RHE,0.1 M KHCO3）实现CO2向甲酸的高效选择性还原（>80%）,其甲酸的分电流密度在-1.1 V vs RHE时达到最大值为34.15 mA cm-2,同时还具有较高的能量效率（61.2%）,并且稳定性能达到58 h。利用流动电解池在碱性条件下测试发现该催化剂对甲酸的选择性都在90%以上,并且在-0.98 V时,甲酸的分电流密度能达到236 mA cm-2。通过原位X射线近边吸收（XANES）、拉曼（Raman）表征技术和DFT理论计算,证明了通过引入金属In能够稳定催化剂表层中的氧,从而使氧化物在还原条件下能够稳定存在,同时还降低了甲酸生成过程中的吉布斯自由能,促进了甲酸的生成。因此本工作通过掺杂来实现了稳定金属氧化物催化剂的目的从而提高催化剂的活性,为怎样在还原电位下保留一些金属氧化物活性中心提供一些思路。（3）在CO2RR反应过程中,CO2还原为甲烷、甲酸等,需要氢质子。然而,在碱性电解液中,氢质子主要来自水的解离。因此,水解离动力学在一定程度上可能会限制CO2RR动力学及产物选择性,所以,怎样活化水分子是非常重要的。首先采用油浴的方法制备出铜纳米线,然后通过不同的有机分子对其进行修饰,通过测试发现,修饰之后的催化剂对CH4的选择性都有了提升,尤其当采用4-二甲氨基吡啶修饰之后,在-0.88V时对甲烷的选择性达到56%并且它的分电流密度为134 mA cm-2。通过对产氢速率及亲水性测试发现,对CH4高选择的原因可能是由于不同有机分子上的取代基的供电子能力的不同会改变吡啶环上氮原子与水分子中氢原子的结合强弱,进而破坏水分子中的H-O键的稳定性,加速水的裂解,从而在催化剂表面会产生大量吸附态的H*,促进了CO*加氢这一步骤的进行,进一步提高了对CH4的选择性。因此本工作采用有机分子修饰催化剂的方法,促进水分子的活化,从而提高对更深层次的C1产物的选择性。本论文工作主要围绕一些无毒、非贵金属催化剂作为研究对象,探究了催化剂结构与CO2还原活性之间的关系、催化剂结构稳定性的问题及如何通过活化水分子提升催化性能。实现了CO2分子向单一产物高效地转变,为以后制备高效稳定的催化剂提供了思路。