在Fritz Haber等人在20世纪初建立合成氨工业的基础以后，历经百余年的时间，催化剂和工业过程基本定型，但是全世界的研究者仍在孜孜不倦地寻求更有效的固定空气中的氮的化学方法。铁和钌是由元素合成氨的反应中最有效的催化剂成分，在它们的基础上从结构、电子和吸附等方面进行催化剂设计，添加新的催化剂成分，从而达到改善反应活性的目的，成为历久弥新的催化科学研究课题。在目前应用较广的Fe-K2O-Al2O3和Ru-Ba-K/AC体系中，每一种助催化成分只能偏向某一方面改善催化剂的性能。本工作的目的是，用一种新的助催化成分达到多方面的改善效果。　　 氮化铝材料是一种稳定性好和禁带宽度较大的半导体材料，它具有成为合成氨催化剂载体或(和)助剂的电子性质，但是传统制备工艺不能使之具备催化剂所需的高比表面积。本论文的第一部分采用尿素为前体，在相对较低的温度下合成了高比表面积的氮化铝材料。在解决了氮化铝材料的表面氧化问题以后，加入活性组分钌，得到了较好的常压合成氨反应活性结果。进一步的催化剂测试表征结果说明Ru/AlN催化剂的性质异于其他的不添加钾和钡助剂的钌催化剂。　　 在钌催化剂上进行的合成氧反应是电子敏感反应，而在铁催化剂上进行时则对结构因素更为敏感。本论文的第二部分试图将钌催化剂的改善方法推广到铁催化剂。在实验中得到了未知的Fe-Al-N物相，并且在常压下具有比工业铁催化剂更好的反应活性。进一步的催化剂测试表征结果给出了一种对高反应活性的可能解释。动力学结果说明Fe-Al-N催化剂表面的反应历程异于工业铁催化剂。