化石燃料的过度消耗不仅加剧能源的枯竭,还伴随着二氧化碳气体（CO₂）的大量排放,从而破坏自然界中的碳循环,诱发生态失衡、全球变暖和冰川融化等一系列环境问题。电化学CO₂还原反应（ECO₂RR）生成烃和醇类化合物,是一种有前途的、可持续发展的方法。然而,ECO₂RR过程中催化剂的发展仍然面临着较多的挑战,如稳定性较差、活性和选择性较低、过电势较高和法拉第效率较低等。因此,高效ECO₂RR催化剂的理论设计和可控合成是目前急需解决的科学问题。本论文以金属镍、铜基催化剂为研究对象,以合成高效,稳定的复合催化剂材料为目的,通过形貌工程,调控材料的几何和电子结构,并考察ECO₂RR的催化性能,揭示催化剂的结构与催化性能之间的构-效关系,为高性能、高稳定性催化剂的发展提供新的思路和依据,主要研究内容如下:1.通过溶剂热-蒸发-煅烧的方法,制备了双铠甲镍基催化剂,即镍金属核原位封装在氮掺杂的碳层（NC）和纳米管（NCNT）中Ni@NC@NCNT。在-0.75V和-1.10 V的电位下,一氧化碳（CO）法拉第效率和电流密度分别达到94.1%和48.0 m A cm^-2。连续电解43 h电流密度和CO法拉第效率几乎没有衰减。这种优异的高催化选择性和稳定性归功于镍基催化剂其独特的双铠甲结构。一方面双层可以保护金属镍核免受电解液的腐蚀,提高了复合催化剂的机械强度,另一方面,电荷可以通过Ni-O和Ni-N化学键有效地从金属镍纳米粒子转移到碳层上,提高了催化剂的活性。2.通过简单的一步水热法,制备了一维CH₃SCu纳米线异相分子催化剂,在-0.95 V和-1.35 V电位下,HCOOH法拉第效率和电流密度分别为70.3%和23.1m A cm^-2。连续电解15.5 h后HCOOH法拉第效率保持率为97.9%。根据动力学和反应级数分析,CH₃SCu纳米线的决速率步骤是CO₂^·-经过初始电子转移或结合质子生成^*HCOOH的过程。反应过程中对KHCO₃浓度依赖接近为零级,表明电解过程中电解液HCO₃^-中的质子不参与决速步骤。3.通过溶剂热-煅烧的方法,制备了铜-异烟酸配合物（Cu-INA）衍生的分级结构CuO纳米片催化剂,在-1.3 V和-1.7 V电位下,两个碳以上的(C₂₊)法拉第效率和电流密度分别为64.0%和48.7 m A cm^-2,远优于Cu和Cu₂O等对照样品。