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我国是稀土资源大国，作为一种优异的环境催化剂，二氧化铈等稀土材料被广泛的应用于汽车尾气净化过程中。尽管人们普遍认为二氧化铈优异的储放氧以及催化性能与铈元素包含未充满的f 轨道这一特殊电子结构性质有关，但是对其具体联系以及与纳米二氧化铈材料形貌有关的催化剂构效关系的认识还非常有限。为深入理解二氧化铈的催化性能，我们采用引入在位库仑作用校正的密度泛函理论计算(DFT+U)，系统研究了氧化铈多种表面结构、氧缺陷、负载金属颗粒，以及相关体系中催化小分子反应，如CO 氧化、NO 还原等，的机理。