氨（NH₃）作为生物氮循环中重要的中间产物之一,具有氢含量合能量密度高、不含碳、易液化等优点有望成为新一代燃料,在工业、农业、医药等行业发挥着不可替代的作用。目前工业制氨主要依赖高能耗、高二氧化碳排放的Haber-Bosch工业,相比之下电催化制氨的过程更加绿色清洁。电催化氮气和硝酸根还原制氨因成本低、反应条件温和、环境友好等优势受到广泛关注。虽然这个领域已经取得了很大的进展,但仍存在很多未解决的问题:（1）较高的反应能垒导致反应活性和产率过低;（2）严重的析氢反应（HER）和复杂的副产物导致法拉第效率和选择性较低;（3）反应过程中多质子多电子转移使动力学过程缓慢、反应路径不清晰。针对上述存在的问题,本文选择高导电性、高稳定性和高活性的金属碳化物作为研究对象,通过价态调节和异质元素掺杂,优化电子结构和中间产物的吸附,提升电催化制氨的性能,为发展绿色可持续战略,实现碳中和提供了新思路。主要研究内容包括:（1）S原子掺杂提高Mo₂C量子点电催化N₂制氨的选择性:通过溶剂热法将S引入负载在碳基底的Mo₂C颗粒中,降低了Mo₂C的尺寸,暴露更多的活性位点;通过电催化N₂还原测试发现,S掺杂后,氨的产率为29.5μg h^-1 mg^-1_cat与未掺杂前相近(31.8μg h^-1 mg^-1_cat),但FE从4.9%提高到59.8%,而且在-0.5 V电压下,S掺杂Mo₂C/C的电流密度可维持10 h不变。（2）Fe₃C纳米片电子结构的优化及硝酸根还原制NH₃电催化性能研究:先通过溶剂热-煅烧法合成负载在类石墨烯基底上的Fe₃C纳米片（Fe₃C/NC）,在-0.5 V电压下,电催化硝酸根还原为氨的产率为1.19 mmol h^-1 mg^-1,FE为96.7%,选择性为79.0%。然后通过氧化或还原气氛处理,得到一系列氧化态不同的对照样品;与对照样品相比,Fe₃C/NC最大的电化学活性面积和硝酸根吸附平衡常数,和适宜的d带中心值,优化了对中间产物的;较低的脱附温度,有利于氨的生成;最小的阻抗和活化能,以及最大的速率常数加快了反应动力学进程,2电子和6电子的转移数说明反应路径为NO₃^-→NO₂^-→NH₃。