工业化和现代文明的发展使人类的生活模式日新月异,在许多方面为我们提供了便捷,然而随之带来的负面影响也在逐渐突显出来。近几十年来,能源大量的消耗,环境问题的频频爆发也让人们的目光更多的投向了环境和能源的可持续发展问题上。随着全球平均气温的升高,极端气候的出现加剧,“温室效应”也被越来越多地被提及,二氧化碳作为一种主要的温室气体也随之被广泛研究。电催化还原C02能利用可再生能源所产生的电能,催化C02转化为CO、甲酸、醇类或碳氢化合物,将能量转移到这些高能量密度的物质中储存以便再次利用。然而电催化还原C02面临着许多待解决的问题,主要包括以下几点：(i)降低催化反应的过电位,使反应更容易发生,(ii)加快反应速率,提高C02单位时间内的转化率,(iii)增大反应的电流利用率,减少副反应,提高C02向目标产物转化的选择性。基于上述原因,我们希望通过对一些常见催化剂进行成分和形貌的调控来解决这些问题。通过对氧化锡和铋基催化剂电还原C02行为的研究我们发现,氧化锡中含有氧空位会促进甲酸的生成,而BiOCl还原得到的纳米Bi还原CO2的性能优于商品铋粉。第二章中,我们讨论了氧空位对氧化锡电催化还原CO：的影响。研究中我们发现,当初始的氧化锡样品中存在氧空位时,能增强氧化锡还原CO2的活性,表现在两个方面：(i)提高了还原C02的反应速率,(ii)提高了C02向HCOO一转化的选择性。这个现象在水热合成的氧化锡以及商品氧化锡样品上都能得到。通过一些电化学方法的分析,我们发现导致这一差别的原因一方面是因为氧空位的存在能加速电子传递,从而使反应速率增大,另一方面,更多的氧缺陷可能使C02·-朝着有利于生成甲酸根的方式被吸附。第三章中,我们探讨了铋粉、氧化铋、氯氧铋、磷酸铋、钨酸铋这五种的含铋材料电催化还原C02至甲酸的性能,发现这几种催化剂除了钨酸铋外,都具有较好的催化活性,其中BiOC1的活性最好。通过表征我们发现,这几种材料电催化还原C02的活性来源于电解后生成的单质铋。通过对BiOC1更深入地研究我们进一步证实了这一点,并发现电解后BiOC1表面形成了具有纳米结构的单质铋,这种结构可能有利于CO2在其表面的电还原。