近几十年来,随着经济和人口的快速增长,不可持续能源的消耗率不断增加,包括天然气、石油和煤炭在内的不可持续能源的消耗量也在不断增加,同时也造成了过量的二氧化碳排放到空气中。目前,由于环境和能源的双重危机,发展可再生能源和清洁能源的技术革命,以减少、回收和更好地替代化石燃料的消耗变得越来越迫切。在各种能量转换和储存技术中,电化学氧化和还原是最基本的绿色高效储能技术。近年来,电催化还原二氧化碳反应（CO2RR）因其在二氧化碳利用、气液态碳质产物生产、可再生能源储存等能源技术中的重要作用而受到越来越多的关注,设计和制备高效的电催化剂以降低的CO2RR反应能垒,提高能效是推动这些能源技术实用化的重要途径。进一步对CO2RR研究发现,该反应主要存在以下问题:（1）电解反应效率低,反应电流密度低;（2）产物选择性低,特别是一些高还原度产物;（3）反应过电位高,能耗损失较多。因此设计CO2RR体系的先进电催化剂设计原则应能为表面反应提供丰富的气液固三相区,保证快速的质量和电子传递,具有优良的导电性、高的电化学活性、更多的活性中心和循环稳定性。本文在查阅大量文献的基础上,采用具有冷等离子体作为催化剂制备过程中改性手段,分别通过等离子体构建碳空位、Cu-CuO界面等思路开发了系列催化剂。同时,研究了各催化剂结构与电催化还原CO2反应性能之间的构效关系,优化低温等离子体处理参数,以期提高电催化还原CO2反应的活性及选择性。本文主要研究内容及结论如下:（1）Co PBA-VC（Co PBA即Co3[Co（CN）6]2,普鲁士蓝类似物）催化剂电催化还原CO2制备CO的研究针对普鲁士蓝催化剂在电催化还原CO2过程中反应过电位高、电子传递效率低、反应选择性低的问题,采用冷等离子体去除Co PBA中的部分碳原子制备得到具有碳空位的Co PBA-VC催化剂。由于碳原子逃逸形成碳空位,使得其周围的局域电子结构得到调节,从而改变CO2及中间体在催化剂表面的吸附强度。原位拉曼表征中显示,动态电化学反应过程中催化剂表面的HCO3-和*COOH含量变高,前者是CO2溶于水的产物,后者是CO的关键中间体。实验结果表明,Co PBA-VC催化剂在-0.9V vs RHE电压下表现出100%的CO选择性,同时电解过程电流密度也相对于Co PBA提高了3.5倍以上。稳定性测试过程中,Co PBA-VC表现出超过87小时的长效电解稳定性,选择性仅下降2.4%。（2）Cu-Co PBA-VC（Cu-Co PBA即Cu3[Co（CN）6]2,普鲁士蓝类似物）催化剂电催化还原CO2制备低碳醇的研究基于Co PBA-VC催化剂具有很高的CO选择性思考,提出采用引入Cu原子代替Co PBA中Co原子制备Cu-Co PBA,并通过等离子体构建碳空位,形成Co、Cu联合催化,获得具有更高还原度的碳基产物。重点研究了等离子体处理产生碳空位对于Cu-Co PBA-Vc催化剂制备低碳醇的调控机制,探究了催化剂结构对CO2制备低碳醇的法拉第效率、过电位、电流密度等影响。在-0.9 V vs RHE时,Cu-Co PBA-VC催化剂电极在电催化还原CO2反应中表现出高达83.8%的低碳醇法拉第效率,电流密度为10.8 m A/cm~2,同时在连续电解100小时的长时间电解反应过程中保持超过75%以上的低碳醇法拉第效率。（3）Ag@Cu-CuO（Cu-CuO包覆Ag结构）催化剂电催化还原CO2制备低碳醇的研究双金属催化剂相较于MOF类催化剂具有更为集中的金属位点,是CO2制备多碳产物的潜在催化剂。但通过双金属类型和比例调节催化剂结构和电催化性能具有很高的局限性,很难实现对性能进一步提升。针对以上问题,采用空气-等离子体在Ag@Cu催化剂表面形成Cu-CuO界面,引入新的调节机制。Cu-CuO界面促进了CO2的活化和C-C偶联反应,重点研究了不同等离子体处理时间形成的Cu-CuO界面对Ag@Cu催化剂电催化还原CO2产生低碳醇的影响,并探究其失活机理。通过控制等离子体处理时间,获得了CO2RR性能改善最明显的Ag@Cu-10催化剂。在-0.8 V的电压下,,CO2RR法拉第效率高达89.8%。而在-0.9 V具有最高的低碳醇效率,该催化剂的低碳醇产率最高（66.6%）,其中甲醇收率为42.5%,乙醇收率为24.1%。与Ag@Cu相比,Ag@Cu-10催化剂显著提高了低碳醇的产率,法拉第效率高达65.5%。