CO₂电还原能直接将CO₂转化成CO,HCOOH等一系列产物,并且使用的电能是清洁能源,整个流程可持续且无污染,这为减少温室效应提供了一个可行的策略。其中HCOOH作为CO₂电催化还原的众多产物之一,是一种优秀的储氢材料,可以直接用来做燃料电池的燃料或者工业溶剂。然而,CO₂电还原所面临的主要问题是产物的选择性低,过电位高,产物的电流密度较低以及贵金属催化剂价格昂贵等一系列难点。针对以上问题,本文以材料的制备,微观结构以及反应机理为研究重点,设计出两种可应用的催化剂高效低将CO2电还原形成甲酸。具体内容如下:1.催化剂的制备采用分步电沉积的方式,先在泡沫铜基体上用氢气模板法电沉积出铜树枝状结构,然后采用恒电流法电沉积金属铟。通过两次电沉积制备出具有树枝状Cu-In二元金属电极,研究其电沉积In的时长与电化学性能的关系。当电沉积In的时间达到30 min时,Cu-In-30电极能有效地将CO₂转化为HCOOH,在-0.85 V vs.RHE时生成HCOOH的法拉第效率为86%,且分电流密度为42 m A cm^-2,并在液相实验中维持12小时的稳定性能。然而没有树枝状结构的In-30电极在-0.85 V vs.RHE时产HCOOH的法拉第效率只有57%,分电流密度只有5 m A cm^-2。使用循环伏安法计算出电极的电化学面积（ESA）,具有树枝状结构Cu-In-30电极的ESA（8.74 cm²）比无树枝状结构In-30（2.42 cm²）电极高出3.6倍,树枝状结构能大大增加催化剂的比表面积,可以暴露出更多的活性位点。2.通过电沉积的方式,在泡沫铜上用氢气模板法制备了一种具有树枝状核壳结构的催化剂,并研究电沉积时所用的电流参数对所制备电极的形貌以及对催化CO₂性能的影响,得出设定电流参数为-4 A cm^-2时,所制备出的电极具有树枝状结构且具有最好的性能。研究电解液配方中Sn²⁺与Bi³⁺离子浓度配比对所制备电极的形貌以及催化CO₂性能的影响,一系列的表征与电化学性能测试表明,当配比为3:1时就可以形成树枝状核壳结构的催化剂,并且此催化剂展现出对CO₂电催化最高的性能,在-1.15 V vs.RHE时HCOOH的法拉第效率可以达到95.6%,且分电流密度为178.77 m A cm^-2,远远超过其他报道的Bi催化剂。