乙醇是重要的化学品和燃料，从合成气出发直接合成乙醇是目前煤化工研究领域的热点。合成气合成乙醇的过程中会伴随烷烃、甲醇等副产物形成，从而降低乙醇的产率，提高催化剂的活性和选择性是合成气直接合成乙醇过程的关键。在电子-分子水平上深入理解不同催化剂上合成气转化的反应机理，对催化剂的改性和新型催化剂的研发具有重要意义。
　　本文采用量子化学密度泛函理论（DFT）计算方法，以提高MoS2催化剂上乙醇的选择性为目的，选取Cu4和Rh4团簇调变MoS2催化剂结构，进而实现对MoS2催化剂性能的调控。通过分别对Cu4和Rh4团簇改性的MoS2催化剂上合成气直接合成乙醇过程的研究，明确了不同催化剂上乙醇合成的反应机理，分析了副产物对乙醇选择性的影响，阐明了金属团簇负载的MoS2结构与催化性能之间的关系。主要研究内容和结论如下：
　　1.阐明了Cu4团簇对MoS2催化剂上合成气合成乙醇催化性能的影响
　　Cu4团簇改性的MoS2催化剂Cu4/MoS2的稳定结构是Cu4簇以倒三角锥构型镶嵌在MoS2(001)表面。
　　CO在Cu4/MoS2催化剂上首先通过加氢生成甲酰基（CHO）；形成的CHO优先经氢助解离形成CH2，CH2是Cu4/MoS2(001)表面上最有利的CHx单体；形成乙醇的有利路径为：CHO+H→CH2O，CH2O+H→CH2+OH，CH2+CHO→CH2CHO，CH2CHO+H→CH3CHO，CH3CHO+H→CH3CH2O，CH3CH2O+H→CH3CH2OH。在此过程中，CH3CH2O加氢形成乙醇需要的活化能最大，为82.3kJ·mol-1；形成甲醇的有利路径为CHO+H→CH2O，CH2O+H→CH2OH，CH2OH+H→CH3OH，需要克服的最大能垒为137.1kJ·mol-1，对应的步骤为CH2O+H→CH2OH。CH2逐步加氢形成甲烷和CH2耦合形成乙烯的反应所需要克服的最大能垒分别为104.1和135.1kJ·mol-1。本文认为Cu4改性的MoS2催化剂更有利于乙醇的形成。
　　通过对乙醇合成过程中的催化体系微观结构分析，发现Cu与MoS2之间的界面效应促进了CH2O解离形成CH2单体，Cu的作用是提供未解离的CO/CHO，Cu与MoS2的边界处促进了乙醇C－C键形成。本文认为Cu4团簇和MoS2的协同作用提高了乙醇合成的选择性。
　　2.明确了Rh4团簇改性的MoS2催化剂上合成气合成乙醇的反应机理
　　Rh4团簇改性的MoS2催化剂的稳定结构是Rh4簇以倒三角锥构型镶嵌在MoS2(001)表面。
　　在Rh4/MoS2催化剂上CO初始活化方式为CO加氢形成CHO，反应能垒为152.4kJ·mol-1；Rh4的加入改变了MoS2催化剂上C－C键的形成方式，在Rh4/MoS2上主要通过CHO－CHO耦合形成C－C键，且CHO耦合形成OHCCHO比CHO加氢解离形成CHx更容易；CH3OH和CH4的形成需要克服的最大能垒分别为162.2和173.6kJ·mol-1；Rh4/MoS2(001)表面上形成各物种的难易程度顺序为C2H5OH　　通过对Rh4/MoS2催化剂的电子结构分析发现，Rh4团簇与MoS2之间存在明显的电子转移，Rh4团簇周边为电子聚集区域，Rh4团簇的加入提高了反应物种在MoS2表面上的吸附能。本文认为在MoS2表面增加了反应的活性中心，促进了乙醇的形成。
　　3.阐明了Cu4/MoS2和Rh4/MoS2催化剂针对乙醇合成的特性
　　两种催化剂上CO的活化方式相同。Cu4与Rh4团簇的改性并未改变MoS2催化剂上CO的活化方式，都是CO加氢先形成CHO，但Cu4/MoS2上该反应更容易进行。
　　两种催化剂上CHx单体及形成的难易程度不同。在Cu4/MoS2上主要的CHx单体是CH2，但在Rh4/MoS2上CH2不容易形成。
　　两种催化剂上C－C键形成方式不同。Cu4/MoS2上乙醇C－C键的形成方式为CHO插入CH2和CO插入CH2，但经后续加氢形成乙醇的基元步骤的能垒得出CHO插入CH2形成的CH2CHO是主要的C2氧化物；而Rh4/MoS2上主要通过CHO－CHO耦合实现碳链增长。
　　两种催化剂上合成乙醇选择性和活性的差别较大。Cu4与Rh4都能够明显提高MoS2对乙醇的选择性，但Cu4/MoS2的催化活性高于Rh4/MoS2。