氨（NH3）在人类历史和地球生态中都起着至关重要的作用。据估计,如果不再提供基于NH3的无机肥料,世界上将有近一半人口处于饥饿状态。此外,NH3作为一种高效的能量载体（重氢密度为17.8%）和一种有希望的运输燃料（在室温下通过压缩易于液化和运输）并且没有产生CO2的排放。Haber-Bosch工艺方法需要苛刻的反应条件（300-550°C,100-350 atm）才能裂解极其惰性的N≡N键(941 k J·mol-1)。此外,通过化石燃料产生的H2必然造成大量二氧化碳的排放。因此,迫切需要开发一种环境友好和资源节约的合成氨方法。NRR因此也一直受到人们的广泛关注,同时也进行了大量研究。然而,电催化合成NH3面临高反应障碍的挑战,需要使用合适的催化剂来提高催化活性氨。二维材料因其独特的化学性能和高度的物理性能,二维纳米材料被广泛的应用于电催化,光催化,凝固态物理,医学生物等领域。在本论文中我们研究了二维材料g-C3N4和MnO2纳米片的电催化固氮性能。首先我们合成了g-C3N4并测试了其NRR活性。g-C3N4表现出出色的NRR活性,在0.1 M Na SO4条件下-0.60 V时,获得了25.98 ug·h-1·mg-1的NH3生产效率和8.22%法拉第效率。并且在产物中并没有检测到N2H4的存在,说明经g-C3N4具有优良的选择性。经过6次的循环测试和12小时反应测试,g-C3N4催化剂显示出优越的稳定性。我们也研究了MnO2纳米片的NRR活性,并通过理论计算（DFT）揭示了其反应机理。我们发现由MnO2纳米片中氧空位引起的高自旋态Mn3+-Mn3+对极大地增强了催化活性。Mn的d轨道与N2的轨道之间的强电子转移迫使N2具有自由基性质,从而激活氢化过程并削弱N≡N键。根据理论计算（DFT）结果,我们通过使用甲基三苯基溴化磷（MPB）诱导更多的Mn3+-Mn3+对,设计了具有富氧空位(Mn3-3-MnO2)的介孔MnO2纳米片。氨水产量高达147.2μg·h-1·mg-1cat。相对于可逆氢电极电势为-0.75 V,法拉第效率为11%。此外,这种介孔的MnO2纳米片在连续的6次循环测试和24小时电解电流密度后,显示出优异的耐久性,NH3收率和法拉第效率的变化可忽略不计。我们的发现为设计用于电催化氮还原的高活性过渡金属催化剂提供了一种方法。