工业革命以来，全球范围内不断增长的化石燃料消耗，导致了温室气体二氧化碳的过量排放^{[1, 2]}。为了以可持续的方式满足燃料和化学需求，可以将过量生产的二氧化碳转化为可再生能源，生成为可重复利用的碳化学品。CO₂的转化利用有许多不同方法，如矿化^[3]、生物催化^{[4, 5]}、热化学转化^[6-8]、光催化^{[9, 10]}和电催化^{[11, 12]}等方法，其中通过电化学还原方法将CO₂转化生成具有高附加值化学品被认为是一种非常有前景的方法。其展现出来的优势主要有以下几点：1)反应条件温和，常温常压下就可以进行；2）反应进程可控，可以通过调节反应温度、电解质和电极电势控制反应进度和方向；3）整个反应过程所消耗的电能，可以使用清洁能源，例如，水力发电、潮汐能、地热能、风能和太阳能等^[13]。

在电催化还原CO₂的研究中，催化剂决定了反应的活性、选择性和稳定性。其中，贵金属纳米Au催化剂在电催化还原CO₂的反应体系中表现出了高的选择性和稳定性而备受关注^{[14, 15]}。CO₂在Au基催化剂上可以高效地电催化还原生成CO，CO可以应用于费托反应，作为原料应用于生产^[16]。但是，纳米Au催化剂成本较高，制备和分离方法比较困难。载体对于贵金属Au催化剂制备分离和催化性能表达具有重要作用，载体与催化剂之间的强相互作用可以提高催化剂的催化性能^{[17, 18]}。此外，载体可以降低催化剂的用量；可以使催化剂在成核过程中分散均匀；载体本身也具有良好的导电性^[19]。目前，主要应用于纳米Au的制备和催化反应的载体有碳纳米管、炭黑和石墨烯等^[20-22]。但是，载体的选择以及载体与催化剂之间相互作用的影响研究较少，需要进一步的探索。

    本文通过化学还原的方法制备了不同载体的纳米Au催化剂（Au/C）。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和物理吸附等分析方法对催化剂进行结构表征。采用H型电解槽和三电极体系对催化剂进行电化学测试，使用气相色谱对催化产物进行分析，研究了Au/C催化剂在电催化还原CO₂过程中的催化性能。

本文通过化学还原的方法制备得到了不同载体的纳米Au催化剂。催化剂的物性表征结果显示，4种催化剂的纳米金颗粒尺寸、晶形结构和化学价态都是相同的，区别在于Au/CNT和Au/CB催化剂的载体具有较大比表面积，载体与纳米Au之间具有强结合能和载体具有较好的传输电子的能力。通过催化剂电催化还原CO₂性能测试发现，Au/CB催化剂具有最好的稳定性，28 h的稳定性测试中，CO的法拉第效率仅下降5%。Au/CNT催化剂具有最好的CO选择性，起始电压仅为-0.4 V，且此时还原产物CO的法拉第效率（FE）约为100%。因此，选择一种具有较大比表面积、与催化剂具有好的结合能力和强的导电性的载体对于催化剂制备和催化性能表达都有至关重要的作用。