发展和应用CO₂光电催化还原反应对于能源转换与储存问题是一个很有前景的解决方案,同时CO₂的固定也可以在一定程度上减缓碳排放对气候的影响。然而对CO₂电催化反应催化机理等问题上的认识抑制了对反应催化效率、选择性及稳定性等方面的进一步发展。因此,研究理解CO₂电催化反应机理可以帮助我们主动地改善催化剂结构和优化反应条件。现场电化学表面增强拉曼光谱（EC-SERS）是一种高表面灵敏度和高能量分辨率的原位分子振动光谱技术,非常适合用来检测电化学反应中电极表面吸附参与反应的物种,追踪反应活性中间体的转化过程等,因此适于研究CO₂光电催化反应机理。本论文工作使用具有高SERS活性的Au@Pt核壳结构纳米粒子组装的Pt工作电极研究了 Pt电极/吡啶电催化CO₂电还原反应的机理。借力于Au核纳米粒子提供的SERS增强效应,我们获得了 Pt电极表面吡啶及新物种α-吡啶基的振动光谱信息,并通过分析相关谱峰的强度、频率-电极电势关系获得了吡啶、α-吡啶基、表面氢原子和水分子共吸附的界面结构模型。进一步地,我们对比了通入CO₂前后Pt电极表面增强拉曼光谱的变化,在CO₂电还原条件下检测到了表面强吸附还原产物CO。通过同位素标记、谱峰-电势关系分析等证明了 CO为CO₂的还原产物,其具有对Pt电极表面位点的毒化作用,阻碍了溶液中CO₂的还原。我们还发现,吸附吡啶与α-吡啶基与CO存在相互制约的关系,即CO阻碍了吡啶和α-吡啶基的吸附,而吡啶和α-吡啶基也使CO的生成与吸附电势更负。基于这些结论和分析,我们对文献报道的吡啶催化CO₂还原反应机理进行了分析讨论,并给出了我们关于反应机理的初步推测。