随着人类社会的高速发展,以化石燃料燃烧排放的二氧化碳（CO2）日益增加,带来的能源短缺与全球变暖等环境问题受到人们持续地关注。近年来,由于光、电催化反应能将CO2转化为有价值的产品,如一氧化碳、烷烃类、醇类、醛类等,而成为了研究热点。但是在该领域中,这类催化反应普遍存在CO2转化率低,目标产物选择性低,催化剂易失活等重要问题。为了解决以上问题,本文第一部分与第二部分的实验以设计不同分子结构的光、电催化剂入手,重点探讨了活性中心的配位环境/碳基质环境对催化反应性能的影响机制。另外,在常规电催化与光催化CO2还原中,反应得到的主产物CO可以作为费托合成（FT合成）工艺的原料,由其进一步合成的长链烷烃可以用作燃料替代品。在此,本文设计了三种不同核壳结构的Co基催化剂,探索了Co物种与孔道在催化剂中的分布所导致的不同FT合成性能反应机制。主要研究工作与结果如下:（1）通过调控反应条件与原料配比,本文设计了五种Ru基MOFs材料,即零维结构的Ru原子与配体2,2’-二吡啶胺（Hdpa）以离子对形式结合的[Ru（CO）2Cl4]Hdpa（1）,零维单核Ru原子混配且互为同分异构体的Ru（Hdpa）2Cl2（a）（2）与Ru（Hdpa）2Cl2（b）（3）,一维直线型Ru原子混配的[Ru（dpa）（CO）2]2（4）,以及二维平面网状结构的三核Ru原子混配的[Ru3（μ-H）（μ-η~3-dpa-C,N,N）（CO）9]（5）。通过结构与光催化性能表征将这五种催化剂进行了对比,其中催化剂1拥有高达99.7%的CO选择性,催化剂5拥有最高的CO产量（3211.20μmol/g）。通过X-射线光电子能谱测试得到五种催化剂不同的电子转移路径,意味着这五种催化剂的光催化反应原理不同。结合各项表征以及催化剂的性能结果,阐明了材料的不同配位环境与其光催化CO2还原性能之间的构效关系。（2）利用含氮和不含氮的配体分别与钴离子配位得到了三种不同结构的含氮和不含氮的Co基MOFs,以之为前驱体在不同的气氛（Ar与Air）条件下高温热解制得相应的催化剂。通过结构表征确定了前驱体的结构,并对六种催化剂的结构和组成进行了分析。对所制备的六种催化剂进行了扫描线性伏安法（LSV）测试,得到其电化学性能。结果发现,以Ar为煅烧气氛时,催化剂拥有更高的CO2RR电催化活性,使用Air煅烧得到的催化剂普遍Tafel斜率较小。并且对于使用同种气氛煅烧的催化剂而言,催化剂体相中活性组分分布越均匀则越容易拥有理想的电化学性能。（3）制备了三种不同Co、Zn分布的MOFs材料,以之为前驱体在高于Zn原子的沸点温度下热解制备了三种具有不同Co颗粒与孔道分布的Co基催化剂。通过基本表征确定了三种催化剂中钴物种和孔道的分布情况:Co/NC-1的结构为Co分布在碳纳米笼内侧,孔道分布在外侧;Co/NC-2的Co分布在纳米笼外侧,孔道分布在内侧;而Co/NC-3的Co和孔道则分别占据了催化剂的一半,在纳米笼内呈对侧分布。催化反应性能结果表明,三种催化剂具有接近的Co含量与Co颗粒大小,但是拥有不同的反应性能。CO转化率的排序为Co/NC-1（24.05%）＞Co/NC-2（12.39%）＞Co/NC-3（7.11%）;C5+产物选择性排序为Co/NC-2（55.69%）＞Co/NC-3（45.17%）＞Co/NC-1（41.26%）。基于三种催化剂中活性物种与孔道的分布差异,本文提出了三种合成气与活性颗粒的反应路径,解释了性能差异性的原因。