二氧化碳（CO₂）转化为高附加值产品是一项前瞻性的工作,在缓解能源危机和气候问题方面具有良好的应用前景。近年来,电化学CO₂还原反应（ECRR）由于其可控的目标产物和较高的转化效率备受关注。在ECRR催化剂研究中,生物质碳催化剂原料来源及储量丰富、制备过程简单、孔隙率及表面官能团易于调节,是一种潜力巨大的催化剂。本文分别以商业低硫木质素（植物生物质）和头发（动物生物质）作为原料,制备了一系列用于ECRR的催化剂,主要内容与结果如下:（1）以商业低硫木质素为碳前驱体,三聚氰胺和尿素为氮源,Na Cl和Zn Cl₂为模板剂,通过改变制备条件,成功制备出一系列N、S共掺杂的生物质碳催化剂（LC）。研究表明,N掺杂有利于提升ECRR中CO的选择性;Na Cl-Zn Cl₂作为模板剂,在高温下有助于形成丰富的孔结构,增加比表面积与孔容,提高ECRR活性。研究得到的最佳催化剂LC-3,以0.1 M KHCO₃溶液为电解质,在490 m V的过电位下CO法拉第效率达到95.9%,此时平均电流密度为-1.98 m A cm^-2,CO的产率为8.8 L m^-2 h^-1,在长达18小时的稳定性测试中,CO和H₂法拉第效率均较为稳定,电流密度也未明显衰减。此外,系统的表征分析表明该生物质碳催化剂表面的吸附氯来源于盐酸洗涤,它可以极大增强ECRR活性,从而提高CO的产率。（2）以头发为原料,经氨水水热降解得到前驱体,通过加入尿素、三聚氰胺、Na Cl、Zn Cl₂,在不同温度下碳化得到生物质碳催化剂。研究表明,催化剂表面的石墨氮比例和噻吩硫含量随着碳化温度的升高而升高,提高石墨氮比例和噻吩硫含量有助于提升ECRR活性以及CO的选择性。1000℃碳化得到的HC-1000催化剂具有最好的ECRR活性,在-0.60 V时CO法拉第效率达到92.4%,此时H₂法拉第效率为6.0%,CO产率为3.3 L m^-2 h^-1,H₂产率为0.22 L m^-2 h^-1,在长达40小时的电解过程中,催化剂保持着良好的稳定性。对反应40小时后稳定性的衰减现象进行了系统分析,结果表明,稳定性下降主要是因为阳极发生KHCO₃的损耗,导致溶液电导率下降,溶液内阻增加,p H下降。当在阳极电解液加入电解质（例如KHCO₃、Na₂SO₄）后,可以增加溶液电导率、减少溶液内阻,稳定性得到恢复。基于此,提出了ECRR反应体系中阴极与阳极的反应路径,探讨了反应体系稳定性衰减的机理。这一研究对于合理设计ECRR反应体系,提高系统的稳定性具有指导作用。