癌症作为影响人类健康的“头号杀手”,探索持久且有效的治疗方式成为医学界的重要攻关方向。目前癌症的主流治疗方式包括手术、化疗和放疗,但是这些传统治疗方式在治疗效果上都存在固有缺陷。纳米催化治疗作为一种新兴的治疗手段,能够对肿瘤实现精准的杀伤并且不损伤正常组织,正受到广泛关注。亚铜基纳米催化材料在肿瘤微环境（TME）中能够促进羟基自由基（·OH）的生成和抑制谷胱甘肽（GSH）的过表达,进而提高化学动力学治疗（CDT）效果。因此,制备出一种性能良好的亚铜基纳米催化剂,有望在癌症治疗方面获得突破,并积极推动纳米催化治疗在纳米医学领域的应用。面对日益严峻的“温室效应”和能源短缺问题,电催化二氧化碳还原技术（CO2RR）既能够利用可再生的电能对CO2进行消耗,又能将CO2转换成高附加值的化学能源品,已然成为一种备受关注的科研方向。在所有电催化剂中,铜基纳米催化剂是唯一能够在电催化CO2RR中制备出醇和烃类产物的催化剂。因此,通过多种手段制备出高性能的铜基纳米催化剂具有重要的实际应用价值。本论文以铜基材料作为出发点,通过采用不同的设计方案和调控手段,制备出了高性能的铜基催化剂,大大提升了铜基纳米材料的催化性能,使之高效地用在癌症治疗和电催化CO2RR方面。本论文主要内容分为以下三个部分:（1）亚铜基纳米催化剂虽可以在TME中高效催化类芬顿（Fenton-like）反应的发生并抑制GSH的过表达,起到杀伤肿瘤的效果,但是仍然存在Cu+极其不稳定、容易被氧化和生物相容性差等问题。为此,在本章中我们利用溶剂热法,通过改变实验条件最终成功制备了氮掺杂碳包覆的空心氧化亚铜纳米催化剂（HCONC）,用于催化级联反应的发生并提高CDT效果。HCONC在TME中释放的Cu+发生Fenton-like反应能够有效地分解H2O2生成·OH,并且消耗过表达的GSH,对肿瘤起到了很好的抑制作用。HCONC的表面碳层有效防止了 Cu+的氧化,提高了 Cu2O纳米晶的稳定性,使其具有良好的生物相容性,展现出良好的肿瘤CDT应用前景。（2）铜基纳米催化剂在电催化CO2RR中可以有效地制备醇类等液体产物,但是同种催化剂在不同电位下难以实现对不同液相产物的高效选择。本章中制备的超小铜纳米晶嵌入的氮掺杂碳纳米片状催化剂（Cu/NC-NSs）,可以在不同电位下实现对理想产物的高效选择。在-0.37 V和-0.77 V（可逆氢电极电位）下,使C2H5OH和HCOOH的法拉第效率（FE）分别达到了 43.7%和63.5%。另外,Cu/NC-NSs展现出了良好催化稳定性,平稳运行16h后催化性能并无明显衰减。通过密度泛函理论（DFT）计算,明确了 Cu/NC-NSs在电催化CO2RR中的活性位点。同时,氮掺杂碳纳米片（NC-NSs）在电催化CO2RR中能够与超小铜原子形成良好的协同作用,可以有效地调节铜原子的电子结构促进质子-电子转移,从而在CO2RR中表现出优异的催化选择性。该工作为制备具有良好选择性的铜基纳米催化剂用于电催化CO2RR提供了借鉴。（3）铜基纳米催化剂虽在电催化CO2RR制备C2产物方面取得了很大进展,但是在制备C3产物,尤其是正丙醇（n-propanol）方面还存在很大差距。强磁场作为一种重要的科研手段,可以用来调控材料制备过程,改善材料的性能。本章中我们在强磁场（9T）环境下,通过溶剂热法制备了高性能碳掺杂的铜氧催化剂（Cu/O-9T）。将Cu/O-9T用于电催化CO2RR中,在0.57 V的电位下,将n-propanol的FE提升到了 18.23%,分电流密度达到了 18.19mA·cm-2,为目前所报道的在电催化CO2RR产n-propanol的FE中所达到的最高水平。除此之外,Cu/O-9T在电催化CO2RR中表现出了超高的催化稳定性,在长达45 h的运行过程中,催化性能并没有发生明显地衰减。该工作为强磁场作为材料制备过程中的重要调控手段,提高材料电催化CO2RR性能方面提供了有力借鉴,同时为今后制备出高效的电催化材料体系提供了崭新的视角和途径。