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随着社会经济的高速发展,能源消耗与日俱增、环境污染日趋严重,可再生能源的开发已经引起了世界各国的高度重视。本论文以高纯硅产业为背景,针对太阳能电池的高纯硅产业的工业原料,应用量子化学密度泛函(DFT)理论中的B3LYP方法,详细研究了三甲氧基硅烷HSi(OCH3)3、四甲氧基硅烷Si(OCH3)4、三乙氧基硅烷HSi(OC2H5)3、四乙氧基硅烷Si(OC2H5)4的分子结构及性质,并对由四种烷氧基硅烷和一氧化硅与六种不同还原剂组成的体系的热力学和动力学行为进行了系统的理论研究。通过理论分析,详细给出了筛选出的体系中各驻点的结构和能量,以及反应势能面的信息,确定了反应通道和反应机理,为进一步的理论和实验研究提供有价值的参考。主要研究内容和结果如下：1、在B3LYP/6-311++G**水平下,探讨了这四种烷氧基硅烷分子的结构、性质以及它们的化学活性。结果显示四种烷氧基硅烷的稳定性从高到低的顺序为：Si(OC2H5)4>Si(OCH3)4>HSi(OC2H5)3>HSi(OCH3)3。对它们的前线轨道研究和NBO分析的结果表明,四种烷氧基硅烷中的Si-O键和Si-H键的化学活性最大,其中以HSi(OCH3)3和Si(OC2H5)3的Si-O键之间的化学活性最大,从理论上验证了四种烷氧基硅烷的物理化学性质变化趋势及生产事实。2、在B3LYP/6-311++G**水平和298.15K、1atm的条件下,对由四种烷氧基硅烷和一氧化硅与六种不同还原剂组成的体系进行了系统的热力学性质的计算,分析得到32个体系的焓变△H、内能变化△E和吉布斯自由能变化△G。并根据热力学第二定律及工业条件的限制,最终筛选出以下反应为进一步研究的对象：3C+Si(OCH3)4+2H2→Si+CO2+2CH3OH+2C2H4；C+SiO→CO+Si；3KH+HSi(OCH3)3→SiH4+3CH3OK。3、在B3LYP/6-311++G**水平和298.15K、1atm条件下,系统地研究了筛选出的动力学体系：SiO+C→CO+Si,确定了该反应的势能面上各稳定点和过渡态的几何结构,并在QCISD/6-311++G**水平下精确计算了各驻点的能量。与此同时,确定了在该反应的路径：SiO+C→TS→CO+Si,并通过IRC分析验证了此反应路径。计算结果还表明,该条件下此反应的进行需要通过一个46.7339kJ·mol-1的势垒。综上所述,本论文的主要结论进一步丰富了烷氧基硅烷、siO的反应特性理论,对开辟纯硅制备的新途径的进一步研究具有重要的理论意义。