氨合成工业是我国化学工业的支柱产业之一,在国民经济中占有非常重要的地位。针对现有Haber–Bosch（H-B）合成氨工艺的高化石能源消耗和高污染排放难题,开发出一种可替代的、可持续的方法,能够利用可再生资源而不是化石燃料在温和条件下还原N₂合成NH₃的绿色新工艺迫在眉睫。论文从类固氮酶化合物催化和电化学方法等常温常压合成氨途径展开,完成的主要工作有:第一章是合成氨的简介,包括工业合成氨,常温常压合成氨;又介绍了合成氨的发展过程,包括工业合成氨发展和常温常压合成氨的工作进展;讨论了合成氨的机理等。第二章是类固氮酶化合物常温常压合成氨工艺研究,即具体表现为负载型铁氮催化剂的制备及其常温常压下催化合成氨的探索。以双（三甲基硅基）氨基锂的四氢呋喃溶液与无水FeC7)₂反应,低温的条件下合成催化剂。包括扫描电镜（SEM）来查看微观结构,透射电镜（TEM）表征具体的形貌特征,X射线衍射检测（XRD）分析催化剂的晶格结构以及通过X射线光电子能谱（XPS）表征制备的催化剂活性物种的具体的价态特征等,同时做了质子源的选择,溶剂效应实验,催化反应时间比较,为了催化剂更好的应用前景,做了催化剂负载实验,以及催化剂稳定性实验等。结果表明,α-Al₂O₃负载的铁氮催化剂较为稳定、催化效率最好。第三章主要介绍了在以水溶液为电解质的电化学常温常压催化合成氨方面的工作。以电沉积技术制备纳米铁为工作电极,以水溶性电解质为电解液,采用循环伏安方法催化合成氨。对电极材料做了各种表征,包括SEM、TEM、HRTEM、XRD、XPS等,也做了各种电化学测试,如循环伏安特性曲线的表征、恒电压表征、不同电压的电化学阻抗表征等。为了探索本工作的作用机理,做了DFT（密度泛函理论）的计算。结果表明,采用循环伏安电沉积方法在碳纤维布上沉积纳米Fe单质作为阴极,铂电极作为阳极,在磷酸钾电解液中电催化还原N₂合成NH₃效果最佳,最高产氨的速率为79×10^-11 mol﹒s^-1﹒cm^-2,对应的法拉第效率也达到了16.68%,氨产率和法拉第效率高于多数其他水溶液体系。第四章总结了一下本文工作,展望未来可能出现的问题和挑战。