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Ti02基和Ce02基催化剂均备受关注而且应用广泛。Ti02基催化剂,由于具有无毒、物理化学性质稳定和易于使用等特性,被广泛应用于降解环境污染中有机污染物。然而纯锐钛矿Ti02禁带宽度(3.2eV)较宽,其只能利用5%的太阳光,而且光催化还原性较低,不能还原大部分污染物；Ce02基催化剂,由于其独特的储氧释氧能力以及我国富含Ce资源等,被广泛应用于三元催化剂中来通过一系列的氧化还原反应完成对汽车尾气中CO、HC及NOx等毒害气体的转化。然而实际运用中Ce02的储氧释氧能力以及其氧化还原性还有待提高。CO小分子在Ce02基最稳定表面的吸附行为尚且缺乏理论研究。针对上述问题,本论文使用第一性原理方法分别研究了金属—非金属共掺杂对Ti02光催化活性的影响,Mn, Fe掺杂Ce02对其储氧释氧能力的影响以及CO小分子在CeFeO2(111)表面上的吸附行为。本文主要研究内容如下：针对Ti02可见光响应范围窄和光催化还原性能低等问题,首先,结合Ti02光催化机理通过理论推导出掺杂改性Ti02光催化活性的一般原则：a).采用施主-受主共掺杂的能带方案对Ti02进行光催化改性;b).使用p轨道能高于O-2p轨道能的N,C和S原子作为受主能级替代O原子的位置,从而拓宽Ti02基光催化剂可见光响应范围。使用d轨道能高于Ti-3d轨道能的3d,4d,5d过渡金属阳离子作为施主能级,替代Ti原子位置,从而保证Ti02基光催化剂催化还原性提高;c).能带宽带在2.72eV,导带底位置提升0.24eV左右。其次,研究3d,4d和5d过渡金属单掺杂Ti02体系的电子态密度,从而得到各个过渡金属d轨道能和Ti-3d轨道能的关系。紧接着,研究各个金属-非金属共掺杂方案对Ti02光催化活性的影响。为了提高Ce02材料的储氧释氧能力以及其催化还原性,本文研究了Mn和Fe分别掺杂Ce02体材料时体系的几何结构畸变和电子结构性质以及储氧释氧能力。然后,研究了Fe掺杂对Ce02(111)表面体系催化活性的影响,最终通过CO的吸附能、各个吸附体系几何结构和barder电荷研究CO小分子在CeFeO2(111)表面不同位置的吸附行为。本文所使用的掺杂能带理论研究宽禁带半导体TiO2的方法同样适用于研究其他宽禁带半导体体系。本文充分通过掺杂方法改善TiO2基和CeO2基催化剂活性的理论研究结果为实验研究和实际应用提供理论基础。