利用可再生电力将二氧化碳（CO2）电化学转化为多种具有商业价值的燃料和化学品,是减少大气二氧化碳排放一种极有潜力的方法。在电催化二氧化碳还原反应中,高效稳定的催化剂对实现还原产物的高选择性、低过电位与大电流密度起决定性的作用。然而,高催化活性、高选择性与高催化稳定性催化剂的合理设计与可控制备依旧面临着巨大挑战。在众多二氧化碳还原产物中,甲酸和乙醇因其较高的经济价值和能量密度引起了广大研究工作者的关注。锡基催化剂因其无毒、价格低廉且具有优异的甲酸催化性能而被广泛研究,但依旧存在低催化稳定性与具有高选择性的电位范围较窄等问题,难以满足工业化应用中对催化剂的要求。铜因其具有最适当的反应中间体结合能,被认为是最有潜力将二氧化碳还原为乙醇的催化剂。但铜催化二氧化碳还原产物繁多,难以实现定向生成乙醇的还原反应路径的高选择性。因此,电化学催化二氧化碳转换为甲酸或乙醇的高效催化剂有待进一步探索研究。针对上述问题,本文基于合金相图原理,采用电化学/化学选择性相刻蚀法设计合成了纳米多孔锡碲金属间化合物与氧化钒修饰的双连续纳米多孔铜材料,分别应用于电催化二氧化碳还原为甲酸与乙醇的性能研究。通过对前驱体制备参数的控制,定向调节制得的纳米多孔材料的组分和孔径尺寸,进而优化了材料的电催化二氧化碳还原性能。此外,辅以各种表征手段与密度泛函理论计算,揭示了催化剂的催化作用机制。主要研究内容如下:1、基于相图原理,采用电化学选择性相刻蚀法,制备了纳米多孔锡碲金属间化合物（np-Sn Te）材料用于电化学还原二氧化碳为甲酸。该催化剂展现了优异的甲酸催化性能,其在-1.0 V到-1.3 V vs.RHE的宽电压范围内甲酸的法拉第效率能保持在90%以上,最高可实现94%的甲酸法拉第效率,且能维持80小时的稳定高效催化还原反应,远优于其他锡基催化剂的甲酸催化性能。进而,通过密度泛函理论计算（DFT）和原位拉曼光谱表征,证实了np-Sn Te在催化过程中Sn原子与相邻Te原子之间强烈的轨道相互作用有利于提高Sn原子与O原子之间的电荷转移效率,从而促进了金属与氧之间键的断裂,使得np-Sn Te具有更低的*HCOO中间体形成步骤和最终解吸步骤的能量势垒,促进了二氧化碳还原为甲酸反应的发生。2、采用化学脱合金法设计合成了氧化钒修饰的双连续纳米多孔铜催化剂。通过改变前驱体合金条带的制备参数（原子比例、铜辊转速）,制备了一系列氧化钒修饰的双连续纳米多孔铜催化剂（np-Cu@VO2）用于探索前驱体制备参数对二氧化碳还原制乙醇性能的影响。其中,np-Cu@VO2-5%（铜钒原子比为19:1）催化剂大幅度提高了电催化二氧化碳制乙醇的选择性和电流密度。其乙醇的法拉第效率为30.1%,分电流密度为-16 m A/cm~2。与np-Cu相比,其活性增加了4倍。在流动池反应器中,达到了38.2%的乙醇法拉第效率。进而采用密度泛函理论计算揭示了其电催化机制,发现氧化钒修饰的铜表面有利于水的解离和氢在铜表面的吸附,从而降低了两步关键反应的能量势垒,促进了乙醇生产过程中关键的*HCCHOH中间产物在铜表面的形成,因此提高了乙醇的选择性。综上所述,本文开发的纳米多孔锡碲金属间化合物解决了甲酸工业化中催化剂稳定性差和高选择性电压范围窄的问题,为高效甲酸催化剂的设计提供了可行的思路。同时,氧化钒修饰的双连续纳米多孔铜材料关于电催化二氧化碳制乙醇性能的研究证实了氧化钒修饰金属铜表面对乙醇选择性的提升起到关键作用,为后续进一步设计催化剂并实现乙醇工业化生产提供切实可行的思路和方向。