工业革命以来,化石燃料的燃烧使大气中CO₂的含量增加,由此带来一系列环境问题,如气候变暖,海平面上升,水分平衡变化,对生态环境造成影响。另一方面,人们对煤、石油等化石燃料的需求量不断增大,全球能源短缺已威胁到人类的生存发展。把CO₂催化转化为可再利用的有机物成为中外学者研究的热点。在众多的催化方法中,利用太阳能,风能,水能等可再生能源提供的电能电催化还原CO₂为有机物被认为是可同时解决这两大难题的最有前景的方式。电催化还原CO₂具有其独特的优势,电位可控,产物选择性好。催化剂是催化反应的关键因素。性能优越的催化剂首先对CO₂有较强的吸附,吸附是催化反应的第一步。其次是具有高的催化活性。金属及金属化合物通常被作为催化还原CO₂的活性中心,不同的金属对CO₂有不同的催化活性,同样金属的不同晶面催化活性也不同,通常高指数晶面的金属具有更高的催化活性。针对以上问题,本人进行了四部分工作。1.采用阳极氧化法制备了对CO₂高吸附的氧化镝材料。通过对制备氧化镝材料的阳极氧化电压和时间进行了筛选,电压15 V时间2 h制得的氧化镝材料具有最佳性能,电阻为7.5 kΩ,CO₂吸附量为1.13 nmol·cm^-2,Ar的吸附量为0.32 nmol·cm^-2,材料对CO₂的吸附量是Ar的3.5倍,能很好的选择性吸附CO₂。2.在氧化镝材料表面脉冲沉积一层网状结构的CoO。与10和30个循环相比,脉冲沉积20个循环时,得到网状CoO修饰的Dy₂O₃材料表现出最佳性能,在电压-0.92V时,CO₂的电流转化效率最高,达到61.6%。该材料CO₂电催化还原的主产物为甲醇,7小时甲醇的产量最高为326.9μmol^-1·L·cm^-2,副产物乙醇的产量仅为23.2μmol^-1·L·cm^-2。CoO修饰的Dy₂O₃材料对甲醇的选择性高达93.4%。3.通过表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮,十二烷基苯磺酸钠和不添加表面活性剂对脉冲沉积到氧化镝表面的Ag进行晶面调控,制备出含有不同Ag晶面的Ag/Dy₂O₃材料。未添加表面活性剂调控而脉冲沉积的Ag表现出（111）（200）（220）晶面;而通过十二烷基苯磺酸钠调控的只暴露出Ag的单一晶面（111）;通过聚乙烯吡咯烷酮调控出了Ag的多个晶面（111）（200）（220）（311）,相比于不添加表面活性剂的,多暴露出了Ag的（311）晶面。与十二烷基苯磺酸钠和不添加表面活性剂调控Ag晶面获得的Ag/Dy₂O₃相比,具有Ag的较高指数晶面（311）的Ag/Dy₂O₃催化剂具有更高的CO₂还原电流转化效率,更快的反应速率,生成更多的还原产物甲醇,生成的甲醇量是通过十二烷基苯磺酸钠调控只具有单一Ag晶面（111）的Ag/Dy₂O₃的6.8倍,是未添加表面活性剂暴露出Ag（111）（200）（220）晶面的Ag/Dy₂O₃的3.7倍。4.在Dy₂O₃材料的表面脉冲沉积Pb,通过表面活性剂十二烷基苯磺酸钠调控Pb的晶面,制备出具有Pb高指数晶面（331）,（420）的Pb/Dy₂O₃材料,该材料在电压-1.50V时CO₂的电流转化效率最高达到62.3%,并且7小时CO₂还原产物甲醇的量为561.5μmol^-1·L·cm^-2是没添加十二烷基苯磺酸钠调控不具有Pb高指数晶面（331）和（420）的Pb/Dy₂O₃的催化剂产生甲醇量(231.7μmol^-1·L·cm^-2)的2.4倍。