随着全球气候的变化、化石燃料资源的日趋减少以及原油价格的持续上涨，能源问题已经成为近年来全球普遍关心的焦点之一。由天然气、煤和生物质制得的合成气通过费托合成方法高效转化为高品质液体燃料(GTL)及化工燃料对于缓解世界能源紧张和环境保护具有重要的意义。其中由合成气出发合成C2含氧化物作为一条经济的工业路线，近年来始终是国内外十分活跃的研究领域。　　 本论文应用密度泛函理论初步探索由合成气制C2含氧化合物的过程中所涉及的众多基元反应，如CO/HCO插入反应形成C2含氧化合物的过程，副产物CH4的生成以及积碳的生成等。研究发现:　　 1.在Rh，Co表面，HCO与CHx(x=1,2，3)偶联反应的能垒均比相应的CO插入CHx(x=1,2，3)偶联反应的能垒低，因而HCO插入CHx反应是C2含氧化合物以及碳链增长的重要通道。由于氧与金属Co具有比Rh更大的亲和力使得CHxCHO在Co表面发生C-O键断裂的能垒相对较低，使得Co催化剂具有较高的烷烃选择性，而Rh催化剂具有相对较高的含氧化物的选择性。　　 2.研究发现将Rh分散到较为惰性的第二组分Cu中形成RhCu合金后，RhCu合金表面CO插入到CHx的偶联反应能垒较纯金属Rh表面的相应反应能垒大幅降低，可以有效地提高C2含氧化合物的选择性。进一步研究发现，RhCu合金不但能够有效地降低贵金属Rh催化剂的使用量，还能有效抑制积碳的形成。　　 3.通过理论计算首次研究了Co2C的体相电子和结构性质以及表面稳定性，考察了CO在Co2C(011)表面的吸附和活化。发现在F-T反应过程中，Co2C可以有效的吸附CO、HCO物种但不解离，在理论上揭示了利用Co/Co2C非贵金属催化剂选择性制备高碳醇的可行性。