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贵金属单原子催化剂在氧化、脱氢裂解及氢化还原等方面具有重要的应用而备受广泛关注。理论上对有机小分子在贵金属单原子催化剂负载型表面上的吸附解离情况进行研究,有助于人们从微观上更加深入地了解有机小分子与催化剂之间的电子结构、成键机理、反应路径等,从而为指导合成新型的催化剂提供了一定的理论依据,对于工业生产以及科学研究都有着相当重要的意义。本文采用密度泛函理论结合分子间作用力的方法,对CH3OH、HCHO、CH3NH2等有机小分子在MgO(001)表面负载贵金属Ni、Pd、Pt单原子上的吸附与解离情况进行了较为系统的研究,研究结果表明:1.金属M(M=Ni,Pd,Pt)单原子都趋向吸附在MgO表面上的O原子上。HCHO分子在Ni1/MgO(001)表面存在两种吸附方式,分别是η1(O)和η2(C,O)吸附构型,但后者的吸附能大于前者的吸附能;而对于Pd1/MgO(001)和Pt1/MgO(001)表面来说,HCHO分子只存在一种吸附方式,即η2(C,O)吸附构型。HCHO分子在三个表面上的吸附能大小顺序为Pt1/MgO(001)＞Ni1/MgO(001)＞Pd1/MgO(001)。由于电荷均不同程度地从底物转移到HCHO分子上,导致吸附后C-O键长与气相时的相比均被不同程度的伸长。2.CH3OH分子通过O端吸附在清洁的MgO(001)和Pd1/MgO(001)表面且顶位是最稳定的吸附位,且吸附在后者上的吸附能大于吸附在前者上。通过分析CH3OH在Pdi/MgO(001)表面上三种可能的分解过程,虽然C-O键断裂更有利于CH3OH的分解,但由于C-O和O-H键断裂的反应能垒接近,因此对整个分解过程而言,CH3OH→CH30→CH2O→CHO→CO+H是最可能的分解途径。3.CH3NH2分子分别通过N原子吸附在Pd1/MgO(001)和Pt1/MgO(001)表面的Pd和Pt上是相对最稳定的。CH3NH2分子在这两个表面上解离时N-H键优先发生断裂生成CH3NH中间体,其中在Pt1/MgO(001)表面上所需的活化能垒较在Pd1/MgO(001)(001)上更低。通过N-H键和C-H键的断裂研究了 CH3NH在Pt1/MgO(001)表面的分解过程。得到甲胺分子在表面可能的分解途径是CH3NH2→CH3NH→CH3N→CH2NH→CH2N→HCN,其中 CH3NH上脱氢生成 CH3N 是整个过程的决速步骤。