随着全球经济的迅速发展，人类对能源的需求也与日俱增。人类普遍从燃烧化石资源（包括石油、天然气和煤等）中来获取能源，然而化石资源的储量有限且不可再生，在使用化石资源的过程中不可避免的带来大气污染，而且化石能源燃烧产生的二氧化碳（CO₂）是温室气体的主要成分之一。因此开发新型可再生清洁能源与将空气中丰富的CO₂转化为有用物质的研究引起了人们的重视。由于纳米材料具有催化活性高、比表面积大、亲和力强等特点，其在电催化材料领域已经得到了广泛的应用。纳米材料电极与常规电极相比，具有显著的纳米尺寸效应及特殊的电催化活性。本文制备了纳米材料电催化剂，并就其对甲醇氧化及二氧化碳还原的电化学性能进行了研究。本论文的主要工作如下：（1）利用聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）非共价修饰的碳纳米管（CNTs）与PtCl62-之间的自发氧化还原作用,制备铂纳米颗粒（Pt NPs）与PDDA包裹的CNTs复合催化剂（Pt NPs/CNTs-PDDA）。采用红外光谱、热重分析和拉曼光谱对CNTs-PDDA进行了表征，表明PDDA通过π-π吸附作用已成功覆盖在CNTs表面，并且修饰过程没有导致CNTs结构的破坏。采用透射电子显微镜对PtNPs/CNTs-PDDA催化剂进行了表征，结果表明, Pt NPs均匀地分散在CNTs上，平均粒径约2nm,且粒径分布范围窄。用循环伏安法、计时电流法进一步考察了Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂在酸性介质中对甲醇的电催化氧化性能。电化学测试结果表明,与未处理的CNTs负载的Pt NPs催化剂相比, Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂具有更高的电化学活性表面积、电催化质量比活性和稳定性。（2）以CNTs负载的Pb NPs及Au NPs为电催化剂，以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIM-BF₄）为助催化剂，研究了这两个反应体系对CO₂的电化学还原性能。采用SEM对所制备Pb NPs/CNTs及Au NPs/CNTs形貌进行了表征。采用循环伏安法对其CO₂的电化学还原性能进行了研究。结果表明Pb NPs及Au NPs均匀分散在CNTs表面，无明显的团聚。对Pb NPs/CNTs及Au NPs/CNTs的CV结果显示，BMIM-BF₄水溶液中的二氧化碳还原性能优于KHCO3溶液。PbNPs/CNTs在BMIM-BF₄水溶液中的CO₂的还原电位比析氢电位正420mV，而Au NPs/CNTs在BMIM-BF₄水溶液中对CO₂还原的起峰电位为-0.58V VsAg/AgCl。（3）制备了多面体结构的沸石咪唑酯骨架结构材料纳米颗粒ZIF-8NPs并应用于CO₂的电化学还原研究。采用SEM对ZIF-8NPs的形貌进行了表征，通过循环伏安法、线性伏安法对ZIF-8NPs电极的CO₂电化学还原性能进行了考察。结果表明：ZIF-8NPs成十二面体的结构，形状均一；且具有较好的CO₂电化学还原性能。为了改善ZIF-8NPs的催化性能，制备了ZIF-8NPs/C复合材料。交流阻抗及计时电流法结果表明：ZIF-8NPs/C电极的电子转移性能和稳定性能均优于ZIF-8NPs催化剂。