目前,温室气体,尤其是二氧化碳排放量的增加对环境、气候和生态造成了十分恶劣的影响。因此二氧化碳的回收再利用亟待开发。在解决此问题的过程中,研究人员发现,电化学还原二氧化碳不仅能够使二氧化碳浓度降低,而且还能够将其转化为燃料,应用前景广阔。人们进一步发现,具有受控表面结构、高表面积和电化学活性的金属纳米粒子是用于二氧化碳电化学还原的理想电极材料。基于以上两点,对金属纳米粒子电化学还原二氧化碳进行了探讨。本论文主要提出并探讨了“金字塔”状钯纳米颗粒和钯铜合金的制备方法,并对合成出的两种电催化剂的结构和性能进行了表征。具体内容如下:1.贵金属材料在二氧化碳电化学还原领域展现出了极好的性能,在这里,基于水相中制备催化剂纳米粒子的方法,制备了钯纳米催化剂,获得了“金字塔”状钯纳米颗粒,探讨了“金字塔”状钯对二氧化碳的电催化特性。我们一改传统的以水作为溶剂,将其拓展到“绿色溶剂”离子液体,利用其高沸点、导电和可固定二氧化碳等特性,通过调节反应温度和表面稳定剂,以乳酸四甲基胍离子液体为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮作为形貌稳定剂,在100?C的条件下成功制备出了离子液体包覆的“金字塔”状钯纳米颗粒。经过测试,该催化剂展现出了优异的二氧化碳电还原性能。离子液体附着在钯纳米粒子表面,致使催化剂表面电阻降低,增加了二氧化碳吸附在催化剂表面的浓度,在0.5 mol/L的碳酸氢钾溶液中,二氧化碳电化学还原峰的还原电势仅为-0.82 V。2.钯铜合金纳米颗粒是二氧化碳电化学还原的理想研究材料,尽管制备形貌均一、组成可控的钯铜合金纳米颗粒仍然是一个挑战。通过分析现有合成方案的弊端,重新制定方案,采用热注入法,制备了钯铜合金纳米粒子,探讨了钯铜合金对二氧化碳的电催化特性。基于油胺具有高沸点的特性,限制铜的前驱体、钯铜组分比例等关键因素,成功制备出具有相对广泛组成的钯铜合金纳米粒子。之后进一步探究了钯铜配料比和时间对二氧化碳电化学还原能力的影响。通过一系列可控实验,最终确定了以氯化铜为铜的前驱体,按照钯铜配料比(摩尔比)为1:2,反应时间为8 h的条件下,合成的钯铜合金,二氧化碳电化学还原峰电势为-0.8 V。结果表明,在此条件下合成的催化剂能够暴露出更多的活性位点,使二氧化碳电化学还原峰电位正移,催化剂耐久性增强,与我们之前合成的钯相比,即使降低了钯的使用量,也能够实现相对较低的成本耗费下得到同等的催化效率。