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近年来,随着化石燃料的大量消耗,CO2排放量不断增加,由此产生的“温室效应”带来的环境污染及气候变化等问题已成为全世界关注的热点,CO2减排已刻不容缓。采用电化学法还原CO2不仅具有反应速率快、可在常温下进行等优势,还可将可再生能源（如风能、太阳能）间歇性的、不稳定的电能输出以燃料的形式储存,因而受到了研究学者的广泛关注。CO2电化学还原可将CO2减排及储能二者相结合,其产物主要有甲酸、甲醇、CO、甲烷、H2等,甲酸是一种用途非常广泛的有机原料,因此,将CO2通过电化学还原技术转化为甲酸,是一种很有前景的CO2减排及储能方式。在目前CO2电化学还原的研究中,主要存在的问题是电极CO2的转化效率较低,产物选择性差,并且常伴有析氢反应的发生,这大大降低了CO2的利用率和电流效率。因此如何对电极结构进行优化,增大电流利用率,抑制副反应的发生,提高CO2向目标产物转化的选择性成为电化学还原CO2的关键问题。本文首先通过改进制备工艺对电极结构进行优化,得到催化性能良好的Sn负载气体扩散电极;在传统电解池中进行反应,考察了反应过程中电解液的种类、浓度、pH等对电极CO2电化学还原性能的影响;并构建了CO2电化学还原单通道反应器,研究了流速、反应器放置方式、电极排列对CO2电化学还原性能的影响。本文获得的主要结论如下:（1）采用较小粒径催化剂和具有整平层的电极电化学还原性能较好。随着整平层碳载量的增加,反应电流、甲酸产量和电流效率均先上升后下降,整平层载量为0.8 mg/cm2时电极性能最佳。随着催化层中Nafion含量的增加,反应电流、甲酸产量和电流效率先上升后下降,Nafion含量为25%时电极性能最佳。随着催化层中PTFE含量的增加,反应电流下降,甲酸产量和电流效率先上升后下降,PTFE含量为1%时电极性能最佳,但低于Nafion含量为25%时的电极性能,主要原因在于采用Nafion作为粘结剂时还原峰电位较正、传荷阻力较低。（2）采用KHCO3溶液作为反应电解液更有利于CO2电化学还原的进行。随着电解液浓度的增加,反应电流持续上升,而甲酸产量和电流效率则先上升后下降。随着电解液pH的提高,反应电流持续降低,甲酸产量和电流效率先上升后下降。电解液浓度0.5 mol/L、pH为7时CO2电化学还原性能最佳。随着电解电位的增加,反应电流和甲酸产量持续上升,而电流效率则先上升后下降。随着CO2流量的提高,反应电流先降低后趋于稳定,甲酸产量和电流效率均先上升后趋于稳定。采用-1.6V vs.Ag/AgCl的电解电位、10 SCCM的CO2流量更有利于CO2电化学还原反应的进行。随着反应的进行,甲酸累计浓度先稳定上升后增长缓慢最终趋于恒定,120 min后电极已基本失去催化活性。（3）随着电解电位的增加,单通道反应器的反应电流、甲酸产量和电流效率先上升后下降,但均高于同等电位下电解池中的各项指标。随着电解液流量的增加,反应电流持续上升,甲酸产量和电流效率则先上升后下降。随着CO2流量的提高,反应电流和甲酸产量持续降低,而电流效率则先上升后趋于稳定。对单通道反应器施加-1.6V vs.Ag/AgCl的电解电位,在0.5 mL/min的电解液流量和15 SCCM的CO2流量下,能够得到较好的电化学还原性能。此外,采取反应器倾斜放置、电极对排的结构形式时传质阻力较小,便于气泡排出,更有利于反应的进行。