本论文基于密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）计算,采用Vienna Ab--initio Simulation Package（VASP）软件,系统地研究了Ni掺杂对Fe金属催化剂在CO₂加氢反应合成C₁和C₂烃类的产物分布影响,以及不同大小的Ni_n原子簇在碳化铁Fe₅C₂（100）催化剂表面上的吸附和生长行为。在Fe金属催化剂上,研究发现CH*物种是Fe（110）和Ni-Fe（110）表面上生成CH₄和C₂H₄最有利的CH_x单体。其在表面上最具可能的生成路径为CO₂?HCOO*?HCO*?CH*。从动力学的角度考虑,尽管在两个表面上通过CO₂直接解离生成CO*中间物种相较于CO₂加氢生成HCOO*和COOH*中间体更为有利,但CO*进一步加氢生成HCO*在能量上是不利的,因此在上述晶面上CO*不是生成烃类产物的优先中间体。CH*物种可以通过三步加氢反应生成CH₄或者经C-C耦合及两步加氢生成C₂H₄。在单金属Fe（110）表面上,对生成甲烷和乙烯产物选择性起决定作用的基元反应能垒之间的差异仅为0.10 eV,因此二者选择性相近。当在Fe（110）表面引入Ni原子后,生成甲烷与乙烯的选择性差异变大,加入Ni促进乙烯的选择性显著提高。计算结果表明,添加少量金属Ni能够促进CO₂转化为CH*关键中间物种及两个CH*物种发生C-C耦合反应进一步转化为乙烯。Ni催化剂的颗粒尺寸和结构对催化活性具有重要影响。计算研究发现,气相中的Ni_n原子簇倾向于以三维立体结构存在;而在Fe₅C₂（100）表面,其吸附的稳定结构则有所不同。当Ni_n原子数较低时（n≤6）,Ni原子簇在Fe₅C₂（100）表面上倾向于以一维（1D）形式存在,而在Ni原子数逐渐上升后则以二维（2D）形式更为稳定,并最终铺满整个表面。这说明即使Ni的负载量很低,也会对Fe₅C₂（100）表面形成“遮蔽”,影响活性中心的暴露。因此Ni掺杂的Fe₅C₂催化剂可能表现出与金属Ni纳米粒子相似的催化活性,覆盖部分Fe₅C₂活性位点,抑制长链烃的生成。本论文通过较为系统的理论计算研究,揭示了Fe-Ni双金属催化剂上CO₂加氢合成烃类产物的反应机理并探讨了添加第二组分Ni对碳化铁Fe₅C₂催化剂的影响。