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CO的消除反应引起研究者的广泛关注。因为其在人类生产生活和工业方面有很重要的应用，例如CO防毒面具、地下矿井和航天器及潜水艇密闭系统CO去除、CO气体探测器、CO2激光器气体、H2燃料电池中氢气的钝化等。催化CO消除反应的催化剂主要有三种类型：贵金属催化剂，非贵金属催化剂以及贵金属和非贵金属掺杂的催化剂。贵金属催化剂虽然催化性能高但是价格昂贵。非贵金属催化剂虽然价格便宜，但是催化性能不及贵金属催化剂。所以，近年来科学家的目光主要集中在贵金属和非贵金属的掺杂，不仅大大降低了催化剂的成本而且催化剂活性增强。然而，Al和Cu是自然界中分布广泛且廉价的金属。又因为团簇具有极大的表体比及催化活性好，使其在表面吸附、化学催化等方面有着十分重要的应用。铝合金团簇和铜合金团簇的结构和电子特性也受到了人们的关注。基于上述原因，本论文对AlAgn和CunNi团簇催化CO的消除反应机理进行理论研究，为实验上开发新型材料提供重要的理论基础和指导。所有的计算都是在Gaussian03软件包下，采用密度泛函理论中的PBE方法进行计算的，其中Al、H、C和O原子采用6-31g*基组，Cu、Ag和Ni原子采用LANL2DZ基组。本文主要包括以下内容：1.根据Langmuir-Hinshelwood机理系统地研究了AlAgn(n=1-3)团簇对CO氧化催化反应机理。首先研究O2和CO分子在AlAgn(n=1-3)团簇的吸附，其次研究AlAgn(n=1-3)催化CO氧化势能面。结果表明：O2分子比CO分子更容易吸附到AlAgn(n=1-3)团簇上；与纯Ag催化剂相比，掺杂金属催化剂对CO的氧化有较高的催化活性，其中AlAg3团簇的催化性能最好。2.系统地研究了CunNi(n=3-12)团簇对富氢体系中CO的预氧化催化反应机理。主要研究H2在CunNi(n=3-12)团簇的吸附和解离的反应机理，O2在CunNiH-H(n=3-12)复合物的吸附，以及CunNi(n=3-12)催化CO的预氧化的反应机理。在CunNi(n=3-12)团簇中Cu12Ni能够最高效催化H2的解离，Cu6Ni是富氢体系中CO的预氧化催化活性最高的催化剂。为了洞察Cu12Ni对H2解离的催化活性的影响以及Cu6Ni催化CO预氧化的潜在的势能面，局部电子态密度分析了吸附物和催化剂之间的相互作用。3.系统地研究了CunNi(n=1-12)团簇对水汽转换的催化反应机理。主要研究CunNi(n=1-12)团簇的结构；CO和H2O分子在CunNi团簇的吸附和CunNi团簇催化水汽转换反应。研究结果表明：CO在CunNi团簇吸附作用比H2O强，Cu6Ni对水汽转换的催化性能最好。此外Cu6Ni催化水汽转换反应过程进行了态密度分析。我们希望目前的分析为以后研究发展多相催化剂提供特别有意义的视角。