丁二烯是重要的有机化工原料，用途广泛。我国乙醇来源丰富，由乙醇制备丁二烯具有广泛应用前景。MgO/SiO2是该工艺采用的主要催化剂，目前的反应机理和实验研究认为MgO是催化乙醇制丁二烯的有效活性组分。本论文采用密度泛函理论(DFT)方法，对MgO催化乙醇制丁二烯过程中的MPV反应、以及交叉缩合、加氢副反应进行了系统模拟研究，以期进一步明确反应机理，为催化剂的设计和开发提供理论支持。
　　首先，构建了MgO主要暴露表面MgO(100)和MgO(110)的表面模型，并采用DFT方法对其结构和电子性质进行了模拟研究。结果表明，相比之下MgO(110)面的Mg酸性更强，O碱性更强。又采用DFT的方法确定了乙醇在MgO(100)和MgO(110)表面的吸附构型、以及乙醇/乙氧基与丁烯醛在MgO(100)和MgO(110)表面的共吸附构型，并考察了它们的吸附性质。通过态密度分析发现，乙醇与MgO(100)面的相互作用较弱，与MgO(110)面的相互作用较强，且发生了解离吸附；发现共吸附分子与MgO(100)面的相互作用较弱，与MgO(110)面的相互作用较强。
　　其次，采用DFT方法对MgO(100)和MgO(110)表面上的MPV反应进行了模拟研究。结果表明，MgO(100)面上乙醇难以脱氢，其直接与丁烯醛共吸附发生MPV反应，依次经过乙醇脱氢、质子转移和质子回传反应生成丁烯醇和乙醛，速控步骤为质子转移反应，活化能0.87eV。MgO(110)面上乙醇发生解离吸附，生成的乙氧基与丁烯醛共吸附发生MPV反应，经过质子转移反应生成丁烯醇氧基和乙醛，生成的丁烯醇氧基不发生质子回传、而是直接脱氢脱氧生成1,3-丁二烯，速控步骤为质子转移反应，活化能0.39eV。
　　最后，采用DFT方法对MgO(100)和MgO(110)表面上的交叉缩合和加氢副反应进行了模拟研究。MgO(100)面上MPV反应产物乙醛与丁烯醛经过乙醛烯醇化、亲核加成和质子回传发生交叉缩合副反应，速控步骤为乙醛烯醇化反应，活化能0.74eV。丁烯醇经过两步加氢发生加氢副反应，速控步骤为第二步加氢反应，活化能1.10eV。MgO(110)面上乙氧基脱氢生成的乙醛与丁烯醛经过乙醛烯醇化、亲核加成发生交叉缩合副反应，速控步骤为乙醛烯醇化反应，活化能0.39eV。丁烯醇氧基经过两步加氢发生加氢副反应，速控步骤为第二步加氢反应，活化能3.63eV。