甲基丙烯酸甲酯（简称MMA）是一种重要的有机化工原料及产品,主要用于生产聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）以及表面涂料等,拥有良好的市场前景。甲基丙烯醛（MAL）一步法制MMA作为一种极具潜力的绿色合成工艺路线,高性能催化剂的研制是该工艺的关键,也是目前面临的主要问题。在众多改性催化剂中,疏水性载体聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（SDB）负载的,掺杂了Pb的Pd系催化剂拥有较好的催化活性。本文采用了密度泛函理论对疏水性载体SDB对于H₂O在Pd₄团簇上吸附的影响、Pd-Pb催化剂中助剂Pb的作用、以及在Pd-Pb（111）表面上一步法合成MMA催化反应机理进行了系统研究。分别考察了疏水性载体SDB、甲醇（CH₃OH）以及MMA对于H₂O在Pd₄团簇上吸附的影响。通过对比有无SDB时Pd₄团簇与H₂O的作用,发现引入SDB载体后,水分子的吸附能下降了50%左右,表明疏水性SDB降低了H₂O分子在Pd催化剂表面的吸附。CH₃OH与水的共吸附结果表明,CH₃OH的存在增强了H₂O分子在Pd（111）表面的吸附,由孤立分子吸附时的物理吸附变为化学吸附。MMA与H₂O的共吸附结果表明,MMA对H₂O的吸附几乎没有影响。研究了在不同Pb原子覆盖率及不同原子排布下Pd催化剂表面结构的性质,选取了最易形成Pd-Pb合金的,且最接近实验中Pb含量的Pd-Pb₄表面作为进一步研究助剂Pb对反应机理影响的催化剂模型。通过分析关键反应物种的吸附能和共吸附能,以及相应的电荷性质发现,Pb的添加减弱了CH₃OH的吸附,增强了对于MAL和甲氧基（CH₃O?）的吸附,以及MAL脱H后的羰基物种的共吸附。通过对HOMO、LUMO分析,发现CH₃O?和MAL或MAL脱H后的羰基物种的共吸附使二者更容易发生反应,确定了MAL与CH₃O?的反应方式为CH₃O?的O原子攻击MAL的醛羰基。本文分别计算了Pd-Pb₄（111）表面上MAL脱H后与CH₃O?反应,及MAL直接与CH₃O?反应两种路径的反应能垒。模拟结果表明MAL先脱H后与CH₃O?反应生成MMA反应路径的能垒更低,推测其是更可能的反应路径。其中,具有最高能垒的MAL脱H反应是MAL一步氧化酯化生成MMA控制步骤。