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CeO2由于Ce4+和Ce3+的相互转化,使其具有良好的储/释氧能力,因此被广泛的应用在多相催化反应中。金属铈基催化剂比单独的二氧化铈催化剂具有更好的活性,所以通常将金属负载或掺杂到CeO2中以获得负载型(Mx/CeO2)或掺杂型(MxCe1-xO2)的具有更高活性的催化剂。但仅从实验角度很难具体说明金属和CeO2载体之间相互作用的电子机制,本文利用密度泛函理论计算方法,设计合理的金属铈基催化剂模型,研究了CeO2掺杂不同贵金属后的结构以及电子性质,并且利用CO为探针分子系统比较了CeO2掺杂不同贵金属后的催化活性；同时,将Aux团簇负载到CeO2(111),计算了团簇和CeO2的相互作用情况；最后,研究了甲醛在CeO2掺杂Au表面的解离,本论文所研究的主要内容和得到的主要结果如下：利用密度泛函理论系统计算了MxCe1-xO2(M=Au,Pd,Pt和Rh)的结构和电子性质,并计算了CO在其上的氧化反应。结果表明：四种贵金属的掺杂很大程度上减小了CeO2表面氧空位的形成能,氧空位上吸附的O2分子有位于氧空位旁边以及在氧空位上两种吸附构型,并且这两种氧物种都参与了CO的氧化,分别形成二齿碳酸盐和三齿碳酸盐中间构型；分别计算了四种构型的二齿和三齿中间物CO2的脱附能垒,发现二齿碳酸盐物种CO2的脱附能垒要远远小于三齿碳酸盐。通过比较CO2脱附能垒以及氧空位的形成能,最后通过综合分析得出四种催化剂模型的催化性能为AuxCe1-xO2>PdxCe1-xO2>PtxCe1-xO2>RhxCe1-xO2。通过计算O2在单独的Au催化剂以及Au团簇负载到CeO2(111)的吸附和活化情况,得到O2在Au(111)台阶面发生弱的物理吸附,而在3Au/Au(111)和Au19团簇的时候,吸附能分别增大到-0.23和-0.58eV,但是当上述Au模型带正电的时候O2在其上的吸附能降低。而O2在Aun/CeO2(111)(n=3和9)上吸附,吸附能要比在单独的Au团簇上大得多。通过分析各个模型的电子性质(电荷差分密度、自旋差分密度和Bader电荷等),解释了O2在负载Au型催化剂吸附时电子的转移情况以及所形成的氧物种的类型。最后我们计算了CH2O在CeO2掺杂Au上吸附和反应的情况,通过计算甲醛在其上的三个不同吸附位的吸附能以及CH2O在表面上的解离情况,并利用过渡态搜索的方法分别计算了甲醛解离时第一个C-H和第二个C-H键的断裂能垒,通过计算研究,我们初步提出了甲醛在AuxCel-xO2(111)的反应机理,并得出Au的掺杂提高了CeO2催化氧化甲醛的活性的结论。