氨（NH3）作为重要的工业原料之一,全球每年需求量巨大。当前,工业上主要通过哈伯-博施法（Haber-Bosch）进行大规模生产。哈伯-博施法反应条件苛刻,反应过程消耗大量的能量,排放大量温室气体,给环境造成严重污染。在当前化石能源日渐枯竭和全球温室效应加剧的情况下,急需寻找一条绿色可持续发展的工业固氮合成氨途径。由此,常温常压下电化学合成氨反应,作为低能耗、高原子利用率的温和固氮反应,成为了当前研究的热潮。为寻求实现高效的电化学合成氨反应,必须合理设计制备高效的合成氨催化剂:加速N2的吸附与活化、抑制竞争反应HER、过低的反应过电势、高的NH3反应选择性等等。本文通过制备了两种Co基催化剂,实现了高效推动电化学合成氨（eNRR）反应进程和对NH3的高选择性与高活性,完成了对于设计高效电化学合成氨催化剂的初步探索,对于开发新型电化学合成氨催化剂有一定的启示作用。本文的研究内容如下:1、通过采用三步法合成了具有疏水表面和富氧的O-CoP/CNT材料。该材料在0.1 M Na2SO4电解液中,NH3产率为39.58μg h-1mgc-1at,法拉第效率（FE）为19.4%,0.5 V vs可逆氢电极（RHE）。其eNRR催化效果远远优于大部分已知NRR催化剂。在48 h的长时间性能测试和5次循环测试中,其电流密度衰减不明显,氨产率和法拉第效率几乎无变化,表明该材料具有良好的电催化稳定性。15N同位素标记实验以及严格的控制实验,明确了反应产物NH3中的氮源是完全来自于反应物氮气,并非假阳性或污染源。此外,原位拉曼光谱检测了反应中间体,确定了反应途径。密度泛函理论计算结果表明,碳纳米管涂层由于其疏水表面和较好的N2吸附性能,可以有效抑制竞争反应HER,氧基团还可以有效降低速率决定步骤（N2*→N*-N*H）的势垒。本研究工作为NRR设计表面调控催化剂,提供一定的研究思路。2、通过液相法合成了具有中空立方体结构的Fe1Co1-LDH HNC,将其作为环境条件下电化学合成氨还原反应的一种优良且经济的电催化剂。Fe1Co1-LDH HNC催化剂在饱和N2氛围和0.1 M Na2SO4电解液中表现出高选择性和良好的活性,其NH3产率达到16.8μg h-1mgc-1at,并在过电位较低时FE值为14.7%。经过72 h长循环测试和5次循环测试,其电流密度衰减不明显,氨产率和法拉第效率几乎无变化。将催化剂反应前后的XRD、TEM图谱做对比,发现材料并无明显变化,表明该材料具备较好的电催化稳定性。15N同位素标记实验以及严格的控制实验,明确了反应产物NH3中的氮源。中空立方体片层结构为eNRR反应提供了较大的反应面积和活性位点,通过调节不同比例的Fe、Co元素含量,来判别NRR反应过程中催化材料的元素贡献问题。通过原位拉曼测定确定反应的的活性位点,以及NRR反应的中间活性产物。