电化学还原CO2技术可以在温和条件下(常温、常压)通过电能将CO2气体转变成具有经济附加值的液体燃料或工业用品，这对于减轻能源和环境双重压力有着重要的实际意义。然而，电化学还原CO2的动力学过程通常比较缓慢，反应路径也复杂多样，从而导致该技术的能量转换效率和产物选择性不高。因此，开发具有低过电位、高活性和高选择性的催化剂是保证CO2电化学还原反应高效进行的核心要素。目前，CO2电化学还原反应常见的催化剂仍然是以金属基材料为主，如纯金属、合金或双金属、金属氧化物以及金属硫化物等。其中，纯金属作为最早用于CO2电化学还原反应研究的催化剂，对于CO2还原表现出显著的催化效果。但是，它的缺点也很突出，如过电位较高、催化活性较低，且在水溶液中的析H2反应剧烈等。研究发现：在纯金属催化剂中引入金属氧化物作为载体来构筑金属-金属氧化物复合材料会有助于增强纯金属催化剂的催化活性和选择性，甚至在一定程度上降低纯金属催化剂电化学还原CO2所需要的过电位。
　　本文以改善纯金属In催化剂的催化性能为出发点，通过阳极氧化并结合电沉积的方法合成了In-TiO2复合材料催化剂。当In在复合材料中的原子比为5.13%时，In-TiO2催化剂在-1.6V(vs. SCE)下电还原CO2产生甲酸的Faraday效率可达到86%，相比同等电位下In催化剂电还原CO2产生甲酸的Faraday效率(58%)有显著提高。此外，In-TiO2催化剂电还原CO2产生甲酸的起始电位相比于In催化剂而言降低了0.1V。各种表征和测试数据表明：在引入TiO2作为In催化剂的载体之后，In-TiO2催化剂表现出优异催化性能的原因在于TiO2载体表面所形成的Ti3+活性位点有利于CO2分子到CO2?中间体的单电子还原，以及复合材料中欧姆接触的形成促进了CO2?中间体向HCOOH产物的转化。总之，本研究工作为高效CO2还原电催化剂的开发提供了一个新的设计思路。