能源短缺和环境污染是人类社会可持续性发展面临的最严峻问题。寻求绿色能源和减少污染物含量近年来一直是科研人员的研究重点。目前,化学重整,光催化,生物,矿化,电催化等都可以用来转化二氧化碳（CO2）为有价值的燃料。在几种可行性的策略中,电催化CO2还原反应是一项备受瞩目的技术,它在缓解能源危机和温室效应等全球性问题中具有很大的潜力。CO2电还原反应是通过结合质子和电子把CO2直接转化为一氧化碳、甲酸、甲醇、甲烷、乙烯、乙醇等高附加值的物质。然而,CO2分子结构比较稳定,碳氧双键的断裂需要吸收很大的热量,所以催化剂的引入必不可少。很多本征催化剂都是宽带隙半导体,有很差的导电性,不利于电子的传输,导致催化性能比较差,所以对催化剂进行适当的修饰是至关重要的。调控催化剂的方法有很多,比如,掺杂,缺陷,复合,拉伸,压缩等等。本论文修饰催化剂的手段就是通过掺杂异质原子来改变催化剂的电子结构和电子性质,从而影响催化剂的CO2还原反应效果。我们主要通过采用基于密度泛函理论的第一性原理方法来计算锡基化合物及其掺杂后结构的电子性质和自由能值,并探讨电催化CO2还原反应的效率,主要的研究结果如下:（1）系统地研究了SnO2（110）面、SnO2（101）面、SnO2（211）面、氮掺杂的SnO2（110）面、氮掺杂SnO2（101）面和氮掺杂SnO2（211）面的电子结构,电子性质以及电催化性能。研究结果表明,相对于纯净的SnO2（110）面、SnO2（101）面以及SnO2（211）面,氮原子掺杂后SnO2不同晶面的能带结构都发生了变化且带隙值明显减小。氮原子掺杂之后,基底催化剂与中间产物的结合能力发生了改变,尤其是氮原子掺杂的SnO2（211）面与中间产物有既不强也不弱的吸附能值,有利于产物甲酸（HCOOH）的脱出。所以电催化CO2还原反应在氮原子掺杂的SnO2（211）表面反应时,整个还原反应过程都是自发进行的,且自由能值非常接近于零,展现出优越的催化效果。这项工作的结果不仅为电催化CO2还原反应提供了理论见解,而且为开发高效的电催化CO2还原催化剂提供一定的理论指导。（2）探究新型二维材料SnP3和铟原子掺杂SnP3催化剂的电子结构,电子性质和催化性能。计算结果显示,铟原子掺杂后SnP3的能带发生改变,且带隙值由0.44eV减小到0.32eV,这有利于电子的跃迁和传输。此外,铟原子掺杂使得基底催化剂与吸附的中间产物COOH/OCHO的作用力明显变强,降低了反应的能垒,且铟原子掺杂SnP3转化CO2成HCOOH存在较低的反应能垒（0.17eV）,展现出优异的电催化CO2还原性能。该研究结果既为实验提供理论指导,又为进一步探索潜在的二维催化剂开辟新的路径。