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近年来,工业和交通的快速发展引起化石燃料大量的消耗,导致了严峻的环境问题和温室效应,制约着社会经济的可持续发展。作为主要的温室气体成分,二氧化碳转化为C1或者C2+高价值产物（如CO、HCOOH、CH4、C2H4和C2H5OH等）引起学者的广泛关注。因此,电催化二氧化碳还原转化为增值化学品是催化领域中最具挑战和发展最快的领域之一。以碳酸氢钾为电解液的体系中,除了目标产物之外的基元反应,氢析出反应（HER）是电催化还原CO2反应（CO2RR）中最大的竞争反应,由于CO2RR的过电势高,因此需要高活性纳米催化剂来电催化还原CO2。然而,高效的电催化二氧化碳还原反应依赖于高活性、高选择性和高稳定性电催化剂。掺杂氧化物纳米催化剂由于其独特及易调控的纳米组装结构、出色的稳定性和优异的电催化活性,在电催化CO2RR领域备受关注。但是目前制备出高选择性,高活性以及拥有良好耐久性的掺杂氧化物纳米电催化CO2还原催化剂在理论和实验方面仍然具有挑战。基于以上考虑,本论文通过简单的合成方法制备出了高活性的组分可调的纳米催化剂,研究纳米结构、组分和晶体等因素与电催化CO2还原性能之间的关系。为制备出高选择性和稳定性的掺杂金属氧化物金/钯基合金纳米催化剂提供了实验依据和理论参考,论文的主要内容如下:1、以L-谷氨酸为添加剂,乙二醇为还原剂,在160℃条件下合成了碳纳米管负载的立方空壳PdnCu100-n纳米合金催化剂。经ICP-MS结果发现前驱体n（Pd Cl2）:n（Cu Cl2·2H2O）为1:1时,合成的Pd65Cu35/MWCNTs掺杂少量的氧化亚铜纳米簇,而前驱体n（Pd Cl2）:n（Cu Cl2·2H2O）分别为1:3和3:1时,产物分别为Pd25Cu75/MCNTs合金纳米催化剂和Pd75Cu25/MCNTs合金纳米催化剂。TEM、XRD和EDS-Mapping等技术表明掺杂少量氧化亚铜纳米簇的Pd65Cu35/MWCNTs纳米催化剂具有比表面积大的空心六面体;Cu,Pd,O和C元素均匀分布在立方空心纳米催化剂中;其棱长大小约为30 nm左右。电化学测试结果表明掺杂少量氧化亚铜纳米簇的Pd65Cu35/MWCNTs催化剂具有优异的电催化CO2活性和良好的稳定性,在-0.845 V vs.RHE时,CO的选择性为94%,活性和稳定性均优于Pd25Cu75/MWCNTs和Pd75Cu25/MWCNTs纳米合金催化剂。实验分析表明掺杂少量氧化亚铜纳米簇的Pd65Cu35/MWCNTs高性能主要源于掺杂Cu2O和Pd Cu合金催化剂之间的协同作用促进CO2还原CO;而Pd25Cu75/MWCNTs和Pd75Cu25/MWCNTs合金催化剂的活性主要来源于Pd Cu合金之间的协同作用。2、在以合成碳纳米管负载的立方空壳PdnCu100-n纳米合金催化剂的基础上,为了降低催化剂的成本和提高性能,引入第三种金属元素Co,合成立方空壳PdnCu80-nCo20合金纳米催化剂。经ICP-MS结果发现前驱体n（Pd Cl2）:n（Cu Cl2·2H2O）为1:1时,合成产物为掺杂少量Cu2O纳米簇Pd40Cu31Co29/MWCNTs的合金纳米催化剂,其他两个组分催化剂分别为Pd20Cu60Co20/MWCNTs和Pd60Cu20Co20/MWCNTs纳米合金催化剂。通过TEM,XRD和EDS-mapping等测试表明合成的催化剂为空心六面体,其尺寸大小约为45 nm左右,Cu、Pd、Co、O和C均匀分布在立方空心纳米催化剂中。电化学测试结果表明掺杂少量氧化亚铜纳米簇的Pd40Cu31Co29/MWCNTs在-0.845 V vs.RHE时,CO的法拉第效率为95%,选择性和稳定性均优于Pd20Cu60Co20/MWCNTs和Pd60Cu20Co20/MCNTs纳米合金催化剂。经分析掺杂氧化亚铜纳米簇的Pd40Cu31Co29/MWCNTs具有优异的CO选择性源于掺杂的Cu2O与Pd Cu Co合金之间具有一定协同效应,有利于电催化CO2活性的提高,然而Pd20Cu60Co20/MWCNTs合金催化剂和Pd60Cu20Co20/MWCNTs合金催化剂的性能来源于Pd、Cu和Co三金属间的协同作用。3、通过温和的热溶剂法,合成了掺杂不同含量非晶态Pd O的超细Au纳米线催化剂(分别命名为Au30%-Pd Ocluster NWs,Au50%-Pd Ocluster NWs和Au60%-Pd Ocluster NWs)。TEM测试结果表明掺杂非晶态Pd O的Au纳米线催化剂线径低于5 nm。对Au-Pd Ocluster NWs纳米催化剂进行了表征和电化学测试,Au60%-Pd Ocluster NWs在-0.745 V vs.RHE时,CO的法拉第效率为95%,选择性和稳定性均优于Au30%-Pd Ocluster NWs和Au50%-Pd OclusterNWs。进一步分析表明,不同含量非晶态Pd O的超细Au纳米线催化剂的高CO选择性和稳定性主要来源于掺杂的非晶态Pd O与Au纳米线催化剂之间的协同效应。总之,本论文中使用简单可操作的合成方法制备出系列不同形貌、组成和结构的掺杂金属氧化物纳米催化剂,研究了它们电催化二氧化碳还原性能,深入探讨了不同催化剂组成-结构-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实验指导和理论基础。