贵金属催化剂因其在催化氧化一氧化碳（CO）过程中表现出优异的性能而引起科研人员的广泛关注。但由于催化剂表面的复杂性,人们难以通过常规的实验手段探究反应过程的微观机理。气相团簇被认为是连接原子分子与宏观物质的桥梁,是从分子层面理解催化反应的理想模型,而中性团簇的研究对模拟催化表面不带电的活性位点的结构及反应性非常重要,为合理设计和改良催化剂提供重要依据。本论文针对含贵金属的中性异核氧化物团簇与CO的反应进行实验和理论研究,具体内容如下:（1）中性金钒异核氧化物团簇催化氧化CO的实验和理论研究气相团簇与CO的反应研究对于在分子水平上理解相关非均相催化氧化反应机理非常重要。中性异核金属氧化物团簇由于难电离、难探测,在实验表征上存在挑战,因此研究较少。本研究利用飞行时间质谱结合单光子解离技术研究了中性团簇与CO和O₂的反应。实验结果表明:团簇Au VO₄和Au VO₃与CO反应主要生成吸附产物;团簇Au VO₂可与O₂反应生成Au VO₄。密度泛函理论计算结果表明:团簇Au VO₄和Au VO₃可在升温条件下氧化CO生成CO₂。因此,高温条件下Au VO_2-4可催化氧化CO。该工作详见本论文第二章。（2）掺杂高氧化态Ir（VI）的中性团簇Ir Al₂O₈催化氧化CO的实验和理论研究化学家常对高氧化态的金属（+Ⅴ～+Ⅹ）感兴趣,高氧化态的金属容易形成高配位化合物而阻碍反应物靠近,触发其反应具有挑战性。本研究发现中性的铱铝异核氧化物团簇Ir Al₂O₈能连续催化氧化4个CO。理论计算结果表明:参与反应的Ir Al₂O₈团簇中,Ir原子的氧化态接近+Ⅵ价;然而,在大多数异核金属氧化物团簇参与的催化氧化反应中,曝露的金属位点的氧化态常常低于+Ⅲ价。该工作发现了一个独特的反应模式:内嵌的Ir^Ⅵ+原子不能吸附CO,Ir Al₂O₈团簇与CO的起始氧化反应通过氧自由基(O^·-)进行。与Ir^Ⅵ+相连的晶格氧(O^2–)在整个反应过程中起到调节空间结构和电子结构的作用。该工作详见本论文第三章。