近年来,大气中的二氧化碳（CO2）浓度的持续增多导致温室效应现象愈发严重。截止目前,世界上近80%的能源生产仍使用传统燃料,这是自然环境中CO2浓度不断增加的主要原因。CO2浓度增加引起的负面影响促使全球科研人员试图通过简便绿色的电催化方法将其转化为增值的化合物（例如碳氢化合物）,以达到平衡碳循环的目的。所得的产物也可以用作新的能源原料。同样,将N2还原为氨可以代替传统的哈伯工艺,为氨的生产方法提供更好的选择,并且可减少能源的消耗和有害气体的排放。二氧化碳还原反应（CO2RR）和氮气还原（NRR）的过程都高度依赖于CO2和N2分子与催化剂表面的相互作用。因此,人们看到了一个新兴的研究领域,即研究合成适当的电催化剂以实现CO2和N2分子的高效还原。其中,贵金属被广泛应用于各催化领域,表现出了优异的催化活性。但是其价格昂贵并且储量较少,所以在此基础上引入廉价金属是个不错的选择。我们的研究专注于合成金-非贵金属氧化物/硫化物纳米材料,探索具有特殊形貌和结构的高效电催化剂,发挥多成份的协同催化作用,并降低催化剂成本,试图为增强催化剂的活性和耐久性开辟新途径。基于以上考虑,在本文中我们通过水热法合成了一系列性能优秀的Au基纳米结构电催化材料,表征了它们的组成、结构和电催化性能,研究了催化剂的成分组成-形貌-结构-催化性能之间的关系,为制备高性能的新型电催化剂提供了实验和理论参考。论文的主要内容如下:1、通过单相和无表面活性剂的方法合成了掺杂有非晶Cu2O团簇的超细金纳米线(Au-Cu2Oclusters NWs)。通过一系列测试表明Au-Cu2Oclusters NWs催化剂是通过十面体和二十面体的累积而形成,呈双螺旋结构,长达数微米,具有高指数晶面,表现出优秀的CO2RR性能。Au-Cu2Oclusters NWs在-0.35至-0.85 V vs.RHE电位下CO的法拉第效率都超过90%,在-0.55 V vs.RHE时达到最大96%,是纯Au/C NWs的1.2倍。在恒电位条件下进行10 h稳定性测试,电流密度保持不变,CO的法拉第效率只有微弱的衰减,表现出了较好的催化活性和稳定性。2、通过水热法合成了一种独特的具有五重孪晶结构的Au50%-Cu2O纳米簇五角星。由球差电镜和高分辨透镜表征可知纳米晶体由五个分支组成,中心是五重对称结构,从中心沿孪生平面一直延伸到分支的末端。五个角对应于高折射率面,并且原子呈现阶梯走向,暴露出更多的活性位点。另外三种成分Au75%-Cu2O、Au25%-Cu2O和Au分别呈现出不同的形貌。通过电化学测试四种成分的CO2RR性能,Au50%-Cu2O五角星的CO法拉第效率达到98%,说明形貌和成分对于电催化性能有很大的影响。3、通过水热法合成了Au50%-Cu2O/Fe Mo S3纳米组装结构,表现出优秀的N2还原电催化活性。受生物固氮酶结构的启发,我们合成了具有Fe,Mo,S元素的Fe Mo S3纳米片,由于Mo,Fe对于氮气还原中的竞争性析氢反应（HER）有很大的活性,所以设计了加入Au50%-Cu2O NWs来抑制析氢反应。对比Au50%-Cu2O NWs,Fe Mo S3和Au50%-Cu2O/Fe Mo S3的紫外光谱表明在-0.6 V vs.RHE电位下,Au50%-Cu2O/Fe Mo S3产物NH3的产率为102.63μg h-1 mg-1,法拉第效率为40.66%。证明了Au50%-Cu2O与Fe Mo S3结合对于NRR催化生成氨气的产率有很大的提高。总之,本论文使用水热法合成了一系列不同形貌、组成和结构的具有优秀催化性能的新型Au基电催化剂,深入探讨了不同催化剂组成和结构与性能之间的关系,为下一步设计性能更加优异的电催化剂提供了理论和实验参考。