As zero-carbon artificial ammonia synthesis technologies for nitrogen fixation, eNRR (electrocatalytic nitrogen reduction reaction) and pNRR (photocatalytic nitrogen reduction reaction) are receiving more and more attention, in which NRR catalysts play a crucial role with significant potential. Herein, The NRR mechanism including nitrogen adsorption, activation, electron migration, and hydrogenation, eNRR & pNRR experiment system, and the basic properties, structure-performance relationship and advanced improvement design of NRR catalysts are reviewed. Metal-based catalysts including Fe, Mo, Bi, Ti, Ru, Au, Ag, Ce, Zn, Sn and so on, have an advantage in nitrogen adsorption, nitrogen activation and ammonia selectivity. In addition to being catalyst support, non-metallic materials can also have certain NRR activity, such as g-C3N4 and graphene, especially with vacancy design and modification. Besides, the photoelectric and catalytic performance can be further improved by synthesize composite catalysts to produce heterojunction structure. This review aims to assist academia to understand the research progress of NRR technology and catalyst and provide ideas for innovating more promising and high-performance NRR catalysts.

The selective catalytic oxidation of ammonia is considered one of the most effective methods for removing ammonia from industrial waste and vehicle exhaust gas. In this reaction, there are significant differences in the performance of different catalysts. To adapt to the complex environment of the post-processing stage, a catalyst with high low-temperature activity, high selectivity, high anti-poisoning ability, and high durability is urgently needed. The main purpose of this review is to introduce the highly active catalysts currently being studied in the selective catalytic oxidation reaction of ammonia and to introduce their ammonia conversion rate, nitrogen selectivity, durability, resistance to hydrothermal aging, and sulfur resistance. At the same time, the effects of reaction conditions, active substance loading, preparation methods, and calcination temperature on catalyst performance are also introduced. The article will first introduce the possible mechanisms of the selective catalytic oxidation reaction of ammonia and evaluate them, and then classify the catalysts into noble metal based catalysts, transition metal oxide catalysts, and bifunctional catalysts based on their performance characteristics. In chapter "3. Noble metal based catalysts", it is mainly divided into silver-based catalysts, platinum-based catalysts, palladium-based catalysts, ruthenium-based catalysts, and iridium-based catalysts; In chapter "4. Transition metal oxide catalysts", it is mainly divided into copper-based catalysts, iron-based catalysts, and composite metal oxide based catalysts; In chapter "5. Bifunctional catalysts", the main focus is on catalysts composed of platinum-based or silver-based catalysts combined with copper-based or iron-based catalysts, which is currently the main research direction of bifunctional catalysts. At the same time, an evaluation and outlook will be conducted on the current research status of all types of catalysts. This article has important reference value for researchers studying ammonia emission control and provides feasible research directions for future researchers and practitioners.