在现代工业体系中,加氢反应是最重要的化学步骤之一,据统计大约25%的化学转化都会涉及一步或者多步的加氢步骤,因此寻找对目标反应更高效的催化剂一直是催化界中最主要的主题之一。再者,对一个同时含有两个或者多个功能性基团的底物的选择性氢化是非常重要的,但同时也存在着极大的挑战性。硝基芳香胺是许多精细化学品（包括药品、表面活性剂、农药等）的关键中间体,它主要由相应的硝基芳烃通过选择性氢化而制备,而该类硝基芳烃在结构上通常含有许多不同的官能团,如烯烃、炔烃、酮、醛等,这对选择氢化反应来说无疑是一个巨大的挑战。虽然在这一方面人们已经做了很多的研究,可是对于硝基芳香烃中硝基氢化的机理仍然具有很大的争议。研究人员在利用密度泛函理论来揭示该反应机理时,通常采用硝基苯和苯乙烯这种简单的模型分别代表3-硝基苯乙烯中的–C=C和–NO2,或者只是分别对4-硝基苯乙炔（4-NPA）中–NO2和–C≡C的第一步氢化能垒进行比较,这些都是计算结果与实验结果存在较大差异以及反应机理探讨不充分不全面的首要原因。众所周知,在加氢反应过程中,特别是涉及贵金属催化加氢反应,H都会在催化剂表面形成一定覆盖度。计算过程中由于忽略H覆盖度的影响,所以在纯金属表面上通常会高估产物和反应物的结合能,在解释加氢反应机理上存在一定的缺陷,以至于阻碍正确反应路径的探讨。因此,为了正确地理解反应机理,考虑H覆盖度是非常有必要的。在本研究选取具有一定H覆盖PtZn（02-2）为催化模型,对4-硝基苯乙炔（4-NPA）的选择性氢化的反应机理进行探讨,主要研究内容如下:（1）对4-硝基苯乙炔（4-NPA）在纯金属表面的吸附能进行研究,选取最稳定的吸附模型后用NEB和Dimer的方法进行下一步的机理探讨,结果表明存在两种稳定的吸附结构,分别为Structure A1和Structure A2;对于Structure A1,–NO2的第一步加氢能垒为0.52 e V,–C≡C的第一步加氢能垒为0.71 e V;相反,对于Structure A2,–NO2的第一步加氢能垒为0.61 e V,–C≡C的第一步加氢能垒为0.50 e V。通过对比,–NO2和–C≡C的相对能垒发生了改变,我们认为需要进一步的研究才能探讨实验上4-NPA在PtZn催化剂中高选择的反应机理。（2）利用密度泛函理论的方法计算H在PtZn（02-2）表面上不同吸附位点的吸附能、H在PtZn（02-2）表面上的最优覆盖度和探讨H在PtZn（02-2）表面上的扩散路径。计算结果表明:1.H主要占据在Pt和Zn之间的桥位;2.H的主要沿着Pt-Pt路径扩散,而不是沿着Pt-Zn-Pt,因为H原子在Zn的吸附能较小,所以不利于H在Zn位点上的扩散;3.H在PtZn（02-2）表面上的最优覆盖度为1 monolayer。（3）对4-硝基苯乙炔（4-NPA）在12H-PtZn（02-2）上的吸附构型以及机理进行探讨,结果表明硝基氢化的完整路径为CH≡C-Ph-NO2→CH≡C-Ph-NOOH→CH≡C-Ph-NO→CH≡C-Ph-NHO→CH≡C-Ph-NHOH→CH≡C-Ph-NH→CH≡C-Ph-NH2,硝基氢化的过能垒为0.90 e V,远小于炔基（硝基加氢反应过程的中间体）第一步加氢的能垒（1.18-1.53 e V）,很好地解释了在实验过程中观察到4-NPA的高选择性和高转化率。本研究表明,纯金属表面模型并不适合于探讨硝基芳香烃的氢化机理,因为纯金属表面实际上是不符合实验条件的,并且会高估反应物和产物的结合能。相反,当在金属表面上考虑H覆盖度时,由于改变了4-NPA的吸附方式和反应机理,得到与实验相符的结果。因此,通过本课题我们认为在研究硝基芳香烃或者其他物质在贵金属或者非贵金属的加氢机理时,应该着重考虑H覆盖度的影响。