一、研究背景 如今，随着人口数量的增加、人类寿命的延长、环境污染越来越严重等因素，使得人类对于粮食的需求越来越高。

人类过度依赖天然气、煤、石油等自然界不可再生的化石能源来获取化工原料，这种消耗自然资源用于人类社会发展不但不可持续，而且使大气中的二氧化碳含量快速升高，导致了越来越多的环境问题，如温室效应等，严重威胁着人类的生存和发展。

氮元素对生命有着至关重要的作用，因为它是生物体中的氨基酸和核苷酸的重要组成部分。

虽然地球的大气中含有丰富的氮气，体积分数约为78%，但是只有将它们转换成氨后，才能用于有机体生物质的合成。

2015年全世界NH3的总产量为1.46亿吨，[1]随着世界各地人口的增加,如果未来没有氨基肥料，世界上三分之一的人口将饿死。

氨气无论是在化学化工中还是一直以来，由于对植物生长的重要性，氨气在人类历史和地球的生态循环中扮演着举足轻重的角色。

在生活中都具有广泛的用途，[2]氨气可以用于制造氨水、氮肥（尿素、碳铵等）、复合肥料、硝酸、铵盐、纯碱等，广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。

[4]含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等也都需直接以氨为原料。

此外，液氨还常用作制冷剂，氨还可以作为生物燃料来提供能源。

目前工业上合成氨的生产仍依赖于主要还是通过能源和资金消耗巨大的的Haber-Bosch法，但是该方法对条件的要求十分严格，能源消耗也十分巨大，Haber-Bosch法合成氨需要20~50MPa的高压和500℃的高温，并使用铁作催化剂，其每年所消耗的能源占全球能源消耗的1%[1]。