合成气制甲醇被公认为是目前“甲醇经济”的重要组成部分,且已被广泛的研究和工业应用,然而工业上合成气中含有少量的CO₂,其对整个催化过程具有重要的影响,传统催化剂很难兼顾CO加氢及CO₂加氢性能。此外,CO₂加氢制甲醇也被认为是一种最具潜力的甲醇合成路线之一,因此开发具有高效催化CO加氢及CO₂加氢制甲醇的催化剂具有非常重要的意义。本工作构建了ZrO₂（111）及Fe_xZr_1-xO₂（111）固溶体模型催化剂。通过密度泛函理论方法,研究了CO以及CO₂加氢制备甲醇在不同催化剂表面的反应机理。结果表明Fe-Zr固溶体催化剂并没有明显影响各相关物种在催化剂上的吸附结构。但Fe的引入对H₂等相关物种的吸附活化以及整个反应路径的调变具有重要的影响。ZrO₂（111）以及Fe_xZr_1-xO₂（111）催化剂表面的CO加氢制甲醇的反应机理研究表明Fe原子的引入改变了部分反应中间体的稳定性。在ZrO₂（111）催化剂上,CO与H₂制备甲醇的最优路径为CO→HCO→CHOH→CH₂OH→CH₃OH。而在Fe_xZr_1-xO₂（111）催化剂上,最优反应途径则是CO→HCO→CH₂O→CH₃O→CH₃OH。此外,Fe_xZr_1-xO₂（111）固溶体催化剂的速率控制步骤活化能明显低于ZrO₂（111）催化剂。然而CO₂加氢制甲醇在ZrO₂（111）以及Fe_xZr_1-xO₂（111）催化剂最优路径相同,均为CO₂→HCOO→HCOOH→H₂COOH→H₂CO→H₃CO→H₃COH。但两者的速率控制步骤并不相同,ZrO₂表面为H₂CO加氢,而Fe_xZr_1-xO₂表面为HCOOH加氢,对应的活化能分别为3.64 e V以及2.32 e V。Fe_xZr_1-xO₂（111）催化剂对CO₂加氢合成甲醇具有更高的催化活性。计算结果表明Fe_xZr_1-xO₂（111）催化剂对于CO加氢（2.12 e V）及CO₂加氢（2.32e V）制甲醇的催化活性近似,该固溶体催化剂理论上能够在相似的反应条件下同时催化CO与CO₂的加氢反应。这对于新型催化剂的设计合成具有一定的理论参考价值。