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铜在纳米技术和催化应用中有极大的应用潜力，因此近年来对金属铜的研究也非常的多。由于合金材料具有其独特的性质，并不是单质材料的简单加和。所以，铜合金材料也引起了科学家们的广泛关注。本论文采用密度泛函理论，PBE方法，其中Al、H、O原子和C原子选用6-31g*基组，原子Cu、Pt和Co选用LANL2DZ基组对CunM (M=Al、Pt、Co)团簇进行相关计算，研究内容有：1.研究了CunAl (n=1-3)团簇催化CO氧化反应的反应机理。对于CO的氧化，金属Al和Cu掺杂的双金属团簇比单金属团簇Cun+1(n=1-3)有更高的催化活性。第二个CO分子吸附在CunAl(n=1-3)团簇上促进了CO和O2的反应，其反应能垒分别降低为0.21eV、0.69eV、和0.18eV。这些反应能垒与相应的第一条反应路径中的能垒（~0.90eV）相比较是非常低的。计算结果表明对于CO的催化氧化，合金团簇Cu3Al是较好的催化剂。2.研究了CunPt（n=3-12）团簇催化富氢体系中CO优先氧化（CO-PROX）反应的反应机理。计算结果表明，所有团簇的基态结构中只有Cu5Pt是平面结构，其余都是立体结构。H2分子在所有的团簇上的最稳定吸附结构都是吸附在Pt原子上的结构。H2吸附在CunPt团簇上的吸附类型有两种，分别是头碰头和肩并肩。H2分子解离的能垒高低取决于H2分子吸附在CunPt团簇上的活化程度。换句话说，CunPtH2结构中H-H键长越长，H2分子解离的能垒就会越高。O2分子吸附在CunPtH-H结构中与Pt相邻的Cu原子上的结构为最稳定结构。3O2分子吸附在CunPtH-H（n=3-12）团簇上的结合能与该结构中O-O键长有一个相似的趋势，就是结合能越大的结构中O-O键的键长就会越长，Cu4Pt例外。O-O键长的这个趋势和NBO电荷的转移还有些相似，这是由于电子由金属向氧转移，增加了Π*的成分，导致O-O键被削弱而拉长。富氢体系中CO的优先氧化反应是通过两个主要的中间物（COOH和OH）进行的。由CunPt（n=3-12）团簇催化CO-PROX反应的所有的反应能垒可以看出Cu6Pt对于该反应是最好的催化剂。CO-PROX反应的能垒最低的仅有0.54eV（Cu6Pt）。3. Cu12Co和Cu13催化水煤气变换（WGS）反应的机理研究。计算结果表明：Cu12Co和Cu13的稳定结构均是Ih构型；Cu12Co和Cu13团簇上吸附H2O分子最强的位点都在顶位，而吸附CO分子最强的位点分别是顶位和洞位；对于氧化还原和甲酸基生成机理，其决速步都是OH*+*→O*+H*，而羧基机理的决速步分别是COOH*+*→CO2*+H*（Cu12Co）和2H*→H2*+*（Cu13）；氧化还原、甲酸基和羧基三种反应机理进行比较可以得出Cu12Co和Cu13催化水煤气变换反应的最优路径都是羧基机理；将团簇Cu12Co和Cu13催化水煤气变换反应的决速步能磊进行比较可以得出，不论是哪种反应机理，Cu12Co都比Cu13的催化活性好。