利用低品阶的可再生电能将CO₂高效转化生成甲酸,既可以“变废为宝”、减少CO₂排放,又能将可再生能源转变为高附加值的化学品或燃料储存,具有重要的现实意义。本论文采用湿化学还原法制备了活性碳担载的钯锡（Pd-Sn）系列合金为电催化剂,系统研究了不同比例Pd、Sn组成的合金催化剂对电还原CO₂反应性能的影响规律。通过精确控制湿化学还原过程的条件,获得了具有确定Pd/Sn比的不同合金相催化剂。高分辨电镜和XRD表征证实了具有Pd₃Sn,Pd₂Sn,PdSn,PdSn₂,PdSn₄合金相的纳米粒子,分别存在于相应的电催化剂Pd_xSn/C中（x为Pd与Sn的摩尔投料比,其数值分别为4,3,2,1,0.5和0.25）。XPS研究发现,具有相当比例的表面氧化物物种（PdO和/或SnO₂）存在于所有电催化剂中;Pd（0）/Pd（Ⅱ）（即金属Pd与PdO之比）的原子比例随着x的减小呈现出“反火山型”变化,即先减小后增大;而Sn（0）/Sn（Ⅳ）（即金属Sn与SnO₂之比）的原子比例随着x的减小呈现单调减小变化。反应前后的XPS对比分析发现,这些表面氧化物具有非常好的稳定性,即电催化剂Pd_xSn/C中Pd（0）/Pd（Ⅱ）和Sn（0）/Sn（Ⅳ）比值在电还原CO₂反应前后,几乎保持不变。通过电化学线性扫描的还原峰位置,确定电催化剂Pd_xSn/C恒电位还原CO₂的最佳电极电势（该电势下,析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）能够最大程度地被抑制）。Pd-Sn合金电催化剂的恒电位还原CO₂测试发现,主要产物有CO、甲酸和氢气,前两者来自CO₂的还原,而氢气为副反应HER的产物;甲酸的法拉第效率和过电位与Pd（0）/Pd（Ⅱ）比值变化密切相关。当x=1,即Pd、Sn之比为1:1的催化剂PdSn/C,生成甲酸的法拉第效率超过99%（H₂的法拉第效率<0.8%）,并且过电位低至-0.26 V,显示出非常优异的电催化CO₂性能。结合DFT量化计算,对Pd-Sn合金催化剂电催化CO₂生成甲酸、CO的形成机理,进行了初步探索。另一方面,为提高合金催化剂电还原CO₂过程的经济性,本论文还尝试开发了三种非贵金属催化剂,分别是纳米碳担载的Pb-Sn、Co-Sn和Cu-Sn合金催化剂。研究发现,CuSn/C具有相对较好的电还原CO₂生成甲酸和乙醇的性能。Cu替代贵金属Pd,与Sn形成CuSn合金,有可能成为电催化CO₂还原具有应用前景的催化剂材料。