本论文基于密度泛函理论计算,研究了金原子催化剂的尺寸效应及金属-载体相互作用对负载金纳米颗粒的锐钛矿TiO₂（101）和（001）表面上氢气吸附、活化和解离过程的影响。在此基础上,结合实验数据进一步研究了对苯二酚在Au₁₀/TiO₂（001）催化剂上的加氢脱氧反应机理及最优能量路径。计算结果表明,在完美TiO₂（101）表面上,金和氢气的吸附受金簇本身尺寸大小的影响,表面上含有配位不饱和钛原子的TiO₂（001）表面可以提高金簇的吸附稳定性。对于氢气吸附,两种表面没有显著差异。氢气的吸附活化位点处于金纳米颗粒的边缘或角落,且与其键连的金原子具有较低的配位数并几乎呈电中性。金属-载体相互作用对氢气活化和解离过程具有重要影响,过渡态形成的O^2-—H⁺—H^-—Au结构表明氢气主要通过Au-TiO₂界面活化,从而进行异相解离。解离形成的H^*可以从金簇上溢流到表面的-O_2cH位点生成水。与TiO₂（001）表面相比,（101）表面上更容易生成氧空位。氧空位缺陷的存在会影响金簇和氢气的吸附稳定性,但对氢气解离能垒没有明显作用。在完美和缺陷TiO₂（101）和（001）表面上,氢气解离都能够很快发生,生成表面活性H*物种。通过计算对苯二酚加氢脱氧反应路径和能量,发现脱氢步骤主要在TiO₂表面进行,同时C=C键的加氢能垒都较低,表明容易形成环饱和产物,最终主产物为环己烷。通过比较各基元反应的活化能垒和反应能,发现生成环己醇的HYD机理为主要反应路径,历经一个先快后慢的过程,生成1,4-环己二醇速度较快;而直接脱氧的DDO路径则相反,生成环已酮相对较慢,能垒较高。此外,与TiO₂表面上-O_2cH物种上的质子氢相比,经异相解离到金簇上的H*具有更高的加氢反应活性。本论文通过理论计算揭示了金属-载体界面以及载体表面的氧空位缺陷对酚类物质加氢脱氧反应性能的重要影响。