随着传统化石燃料的消耗,大气中二氧化碳(CO2)含量逐年增加,由此带来的环境问题日益严峻。同时CO2也是储量丰富、廉价的碳资源,可用于生产高附加值的化工产品,因此CO2固定对环境保护具有重要意义。CO2电化学还原具有条件温和、环境友好等特点,可以实现CO2的资源化利用,传统无机盐水溶液作为电解液时,析氢反应严重、产物法拉第效率和电流密度低,而离子液体电解液体系具有CO2吸收性能好、副反应少、产物法拉第效率和电流密度高等优点。因此离子液体电解液体系在CO2电化学还原中具有良好的性能。首先本文采用一步法和两步法合成一系列咪唑、质子型离子液体,对合成离子液体的物性,如粘度、电导率、电化学窗口及CO2吸收容量进行测试,[DBUH][Im]的粘度和CO2吸收容量性能较好,[Bmim][PF6]表现出较高的电导率。将合成的离子液体配置成IL-H2O-MeCN电解液。同时合成了四种铜基催化剂,通过XRD表征分析,所合成的催化剂具有完整结构,未出现杂质峰。在[Bmim][BF4]-H2O-MeCN 电解液中研究了[Bmim][BF4]浓度、H2O浓度、电解电位、电解时间对CO2电化学还原的性能影响。适量H2O的加入可以显著提高产物法拉第效率,并稳定电解液体系。对比不同条件下产物法拉第效率和电流密度,在[Bmim][BF4]-H2O-MeCN电解液中CO2电化学还原的最佳电解条件是:[Bmim][BF4]含量为0.5mol/L,水含量为 1mol/L,电解电位-1.7V(vs.Ag/AgCl),电解时间4h。在上述条件下甲酸和乙酸的法拉第效率最高,分别为60%、12.3%,电流密度分别为 3.01mA·cm-2、0.63mA·cm-2。在-1.7V(vs.Ag/AgCl),电解时间4h,0.5M[Bmim][BF4]-1MH2O-MeCN体系中,对比了催化剂种类对CO2电化学还原的影响。虽然铜基催化剂对产物选择性出现不同,但是在Cu2(CuTCPP)的催化下,可以获得更高产物法拉第效率和电流密度。最后在电解电位-1.7V(vs.Ag/AgCl),电解时间4h时研究了电解液对CO2电化学还原的影响。对比了不同咪唑阳离子烷基碳链长度电解液中的反应性能,0.5M[Bmim][BF4]-1MH2O-MeCN的性能最好;不同阴离子电解液体系中由于含F离子液体与CO2的相互作用,在0.5M[Bmim][PF6]-1MH2O-MeCN中甲酸和乙酸法拉第效率最高,分别为 63.4%、15.3%;电流密度分别为 6.82mA·cm-2、1.65mA·cm-2。质子型离子液体中CO2电化学还原性能较差,产物法拉第效率仅为23.4%、3.7%。与离子液体电解液体系相比,无机盐水溶液中CO2电化学还原性能较差,产物法拉第效率和电流密度均较低。因此,离子液体电解液体系在CO2电化学还原方面具有较好的应用前景。