一氧化碳这种气体,因其来源广,又在一定浓度下能致人死亡,因此广为人知,而又因为其分布广泛,难回收等问题,同时也给当今环境带来了极大的负面影响,且给化工、矿产等产业的发展增添过无数问题,于是对一氧化碳催化氧化的研究便一直是人们热议的话题。上个世纪时,以小尺寸贵金属作为活性组分的催化剂,就由于针对一氧化碳的催化性能极佳,可以实现低温催化,且高效、寿命长等原因一致备受关注,其担载基底的不同选择也给提高催化效率带来许多可能。本论文将利用密度泛函等理论,先就单个氧原子在n(n 1 8)个金原子组成团簇上的吸附行为做先遣性地研究与探讨,再系统研究纳米尺寸钒氧团簇担载单个金原子作为催化剂,在一氧化碳转化过程中的活化、吸附作用,并以担载银原子的相同基底团簇的性能作对比,探究其具体催化过程和吸附、活化过程中的电子转移情况。我们基于之前通过遗传算法找到的钒氧团簇V3Oyq(y 6 8,q ±1或0)吸附Au Ag的稳定构型,进行的进一步的CO吸附工作,发现两者吸附CO的趋势随原子数及电荷量的变化相近,但Au团簇整体要比Ag团簇在对CO的吸附行为上适应性更佳。且综合来看,CO更倾向于吸附在团簇中的金属位点上(AuAg V O),而这种倾向的变化与贵金属最初在团簇上的吸附位置有很大关系。较有代表性的团簇(AuV3O7 v及AgV307 o)的过渡态寻找,揭示了它们在催化CO并形成CO2的反应上,其热力学允许动力学上却并不合适的事实。但Au团簇的能力要较Ag之更高。还有对自然电荷布居、静电势、吸附及脱附能等的分析以比较Au及Ag的得电子能力,系统分析CO选择吸附位点的原因和吸附前后各团簇的稳定性。期待通过这一研究,能对实验观察到的催化反应现象给出合理解释,得到一氧化碳在团簇上的吸附位置和吸附方式,揭示贵金属单原子催化剂吸附及催化氧化一氧化碳的微观机理,在分子水平上总结影响反应活性和选择性的主要因素,从而为合理设计贵金属单原子催化剂提供理论指导。