在全球工业迅猛发展的同时,全世界范围内人类消耗的化石燃料也在不断增加,不仅造成能源短缺,而且二氧化碳（CO2）的大量排放也引起了温室效应等众多全球环境问题。为了缓解能源短缺和环境问题,迫切需要能够以经济和环境可行的方式生产能源和化学品的新技术,恢复原有碳平衡,同时恢复生态环境。目前实现碳基燃料循环利用的途径是光合作用和二氧化碳电还原反应（CO2RR）,且CO2RR是更为高效的催化途径。纯金属中铜是实验发现的唯一电催化CO2产生大量碳氢化合物的阴极材料,为了克服铜作为阴极催化剂时过电位高和副产物多的问题,近年来,设计高效、高选择性和稳定性好的CO2RR阴极催化剂引起了人们的关注。金属基催化剂的应变工程已成为打破多相催化反应中吸附物种线性比例关系的有效解决方案。然而,其基本起源的许多方面仍未在原子尺度上加以解决。本课题基于密度泛函理论（DFT）方法,围绕多相催化中的CO2电化学还原反应,系统研究了应变对低密勒指数铜晶面（111）、（100）和（211）上电催化CO2反应活性和选择性的影响,并探究了DFT计算中采用隐式水模型和显式水模型对CO2电化学还原反应修正带来的差异。本论文主要研究:（1）从压缩应变-5%到拉伸应变5%的催化剂表面原子d带中心向上位移与应变的增加成线性关系,但是吸附物与催化剂表面的结合强度并不总是随着拉伸应变增加而增强。对Cu（211）和Cu（100）面单向应变的研究结果表明,随着拉伸应变的增大,*COOH和*CHO的结合强度增大,*CO和*COH的结合强度减小。其根本原因是它们与催化剂表面不同的结合构型,前者符合普遍共识,即随着d带中心的上移,吸附增强;而后者正好相反,随着晶格应变的增加,吸附呈现减弱的趋势。因此,当晶格应变与吸附物和表面位置相互作用所引起的应变耦合时,吸附物结合能发生增减,结合能的净变化取决于制备引起的应变和吸附引起的应变是否具有相同的大小和数学符号。（2）通过密度泛函理论计算,探究了Cu（111）、Cu（100）和Cu（211）面CO2电催化生成CH4反应的热力学最低能量路径是*CO2→*COOH→*CO→*CHO→*CH2O→*CH3O→*O+CH4（g）→*OH→*H2O,经过八步质子化加氢过程,拉伸应变能够减小速率控制步骤反应的吉布斯自由能差值。我们还预测了在拉伸应变下电催化CO2在Cu（111）、Cu（100）和Cu（211）面都比析氢反应（HER）更有利。因此拉伸应变能够提高铜晶面CO2电化学还原反应的活性和选择性。应变为我们提供了一种打破电催化CO2还原反应催化剂线性比例关系的可能,并且大大地提高了反应的灵活性和选择性,这种方法将会为未来设计高效多相催化剂提供可能。