二氧化碳电催化还原（ECR）可以将二氧化碳（CO2）还原成各类有价值的燃料或化学品。为了提高ECR的反应速率,使用合适的催化剂是必不可少的。以往使用的金属催化剂中,贵金属（如Pt）的成本太高;普通金属的耐酸性差,易氧化。因此寻找一种价格低廉、性能优异的ECR催化剂极为重要。氧化锡（Sn O2）是一种宽带间隙半导体材料。通过尺寸、晶面、掺杂等手段调控的Sn O2已被广泛地用于各类催化剂。另外,作为新型范德华层状二维材料的金属磷三硫化物（MPS3,M=Cd/Mg/Ni）具备带隙范围大、可调层间距等特性。由于MPS3独特的表/界面特性,已经有许多研究将其应用于电化学析氢、析氧和氧还原反应等催化领域。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了过渡金属原子修饰Sn O2和MPS3（M=Cd/Mg/Ni）电催化还原CO2。本论文主要研究成果如下:（1）第一项工作系统研究了4种过渡金属元素（Mn、Fe、Co和Ni）修饰Sn O2（TM-Sn O2）构建的单原子催化剂电催化还原CO2。分析了Sn O2（110）表面的稳定性,探究了过渡金属原子修饰的Sn O2（110）表面的电子结构、稳定性以及对CO2的吸附能力。过渡金属原子与Sn O2（110）表面可以稳定结合,而且过渡金属原子的修饰使Sn O2（110）表面从原本的半导体特性转变为具有一定的金属特性,从而提高了导电性。此外,计算了每一个TM-Sn O2的CO2还原反应的吉布斯自由能,发现Ni修饰后的Sn O2（110）对CO2还原为CO的催化反应自由能势垒仅有0.44 e V。（2）第二项工作研究了5种过渡金属元素（Sc、Mn、Fe、Co和Ni）修饰的三种MPS3材料（Cd PS3、Mg PS3和Ni PS3）构建的单原子催化剂（TM-MPS3）的ECR性能。未修饰的三种MPS3材料对CO2没有很强的化学吸附作用,所以不能直接作为CO2还原反应的催化剂。分析了TM-MPS3单原子催化剂的电子结构、稳定性和吸附能。过渡金属原子的修饰使MPS3具备一定的金属特性,提高了导电能力。筛选出4种CO2吸附强度适合的TM-MPS3（Sc-Cd PS3、Sc-Mg PS3、Sc-Ni PS3、Fe-Ni PS3）。通过比较4种TM-MPS3的CO2还原反应的吉布斯自由能,发现Sc修饰的Ni PS3在CO2还原为CO的催化反应自由能势垒为0.60 e V。