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在电催化CO2还原反应中,金属铜是唯一一种能将CO2转化为多碳产物的金属催化剂。但是铜的CO2电还原产物种类繁多且选择性较低。制备氧化物衍生铜催化剂是一种通过调控铜催化剂的纳米结构来提高产物选择性的有效方法。在流动池中使用无粘结剂的铜纳米线催化剂,可以改善CO2传质、避免活性位点被粘结剂覆盖,对于提高铜催化剂的选择性和催化活性具有重要意义。本文确定了在以5,5-二甲基乙内酰脲（DMH）为配位剂的镀液体系中电沉积铜,通过湿法氧化法将铜转化为Cu O,再利用恒电势还原法将Cu O还原为铜纳米线。较好的Cu O电还原条件是电解液为0.1 mol?L-1 KOH和还原电势为-0.8V（vs.RHE）。比较了H型电解池和流动池中电沉积铜前驱体制备的铜纳米线电还原CO2的选择性,发现流动池中使用1 mol?L-1 KOH为电解液时,电沉积铜前驱体制备的铜纳米线对乙烯的选择性较高,为22%。对电沉积铜的工艺进行了优化,p H为8.5,镀液温度为45℃,电流密度为2 A?dm-2时在疏水碳纸上恒电流沉积得到的铜作为催化剂的前驱体较好,在-0.8V（vs.RHE）时实现对乙烯最高的选择性38%。通过恒电流电沉积法,在铜离子和锌离子摩尔浓度比为95:5的DMH镀液体系中,在疏水碳纸上电沉积了铜锌合金作为制备铜纳米线的前驱体。铜锌合金在形成纳米线的过程中锌溶解,容易生成更多的缺陷,如晶界或空位。对比了p H为9.0,镀液温度为25℃,电流密度为2 A?dm-2时电沉积得到的铜、铜锌合金及2种衍生纳米线的催化性能。对乙烯的选择性由大到小的顺序是:铜锌合金衍生的铜纳米线>铜衍生的铜纳米线>铜锌合金>铜。相对于金属铜衍生的铜纳米线,铜锌合金衍生的铜纳米线对乙烯的选择性增加到30%。基于密度泛函理论（DFT）模拟计算了多种中间产物在块铜、铜纳米线、带顶空位的铜纳米线和带侧空位的铜纳米线上的吸附能,研究了空位对H吸附、H活化、水分解反应和乙烯生成反应路径的影响,解释了上述结构不同的铜催化剂在性能上存在差异的原因。计算表明,铜纳米线中顶空位的存在会增大催化剂的活性,降低生成CO的相对能量,同时增大了CO在催化剂表面的吸附能,最终表现为乙烯选择性的提高。