电催化还原CO₂转化为各种有价值的化学品和燃料,已成为了全世界的研究热点。在电催化还原CO₂的研究中,尽管已取得了一些成果,但是仍然面临着过电位高、选择性低以及较难高选择性地生产具有更高商业价值的C₂₊产物等技术难题。本论文选用了具有较高析氢过电位的金属In作为阴极工作电极,构建了杂多酸阴极电解液与In组合的电催化体系,通过对CO₂电催化还原产物进行评价来探究杂多酸在电催化还原CO₂中的催化性能。本文采用常规合成法制备了Keggin型杂多酸SiMnW₁₁,在杂多酸电解液和In构建的电催化系统中还原CO₂所得的产物为甲酸和乙酸。实验探究了杂多酸SiW₁₁Mn浓度对电催化还原CO₂催化效率的影响,最终选择了2 mM SiW₁₁Mn-0.1 M Na₂SO₄作为本论文的电解液体系参数。电化学测试表明杂多酸SiW₁₁Mn的加入有效的将反应起始过电位降低至-0.8 V;在-1.0 V电压下产物的法拉第效率达到最高:乙酸的法拉第效率为72.1%,甲酸的法拉第效率为6.1%。研究发现在CO₂电催化还原过程中,杂多酸SiW₁₁Mn中的W元素以掺杂的方式进入了氧化铟的物质结构中。电化学测试表明,杂多酸SiW₁₁Mn中Mn中心的电子转移过程可能参与到了CO₂的还原反应中从而起到了催化作用。在2 mM SiW₉V₃-0.1 M Na₂SO₄的电解液体系中探究了另一种杂多酸SiW₉V₃电催化还原CO₂的催化性能,电化学测试表明SiW₉V₃的加入能够将反应起始过电位降低至-1.0 V;在-1.15 V电压条件下产物的法拉第效率最高:乙酸的最高法拉第效率达到96.5%,甲酸的法拉第效率为2.4%。采用等离子体清洗法对In电极进行预处理,结果表明In处理方法的不同对产物的法拉第效率没有特别明显的影响,说明了甲酸和乙酸产物中碳的来源是CO₂气体的还原而并非来自于化学清洗中所使用到的有机溶剂。研究发现在CO₂电催化还原过程中杂多酸SiW₉V₃的V中心发生了价态变化,其电子转移过程可能参与到了CO₂的还原反应中从而起到了催化作用。杂多酸SiW₉V₃中的W元素以掺杂的方式进入了氧化铟的物质结构中,进而改变了氧化铟的能带结构,有效降低了反应的过电位,实现了将CO₂高效转化为乙酸。