金虽然属于惰性金属，但其纳米颗粒却具有独特的催化性能——良好的低温催化活性使得它能在低温条件下将CO分子催化氧化。由于CO是一种严重污染空气的有毒气体，因此系统探究金纳米团簇催化氧化CO的机理对于空气污染的治理和人类生活环境的保护具有重要意义。目前，金团簇的催化氧化机理尚不明确，以往的理论研究又主要集中在小尺寸(n≤20)金团簇对小分子的吸附上，对于中等及大尺寸金团簇的吸附研究却极为少见。事实上，在实际的应用中，人们所采用的催化剂多为中等或大尺寸金团簇，对其进行计算研究将为催化剂的实际应用提供更为可靠的理论基础。因此，为了提高金催化剂的活性，进一步探明金团簇的催化机理，本文选用了具有高对称（Ih）、低配位的中等尺寸金团簇Au32和Au55作为研究对象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了CO在这两个金团簇及其Au-Pd合金团簇表面的吸附机理，并且对比研究了在干燥和加湿这两种不同条件下，O2在Au32及其Au-Pd合金团簇表面的吸附情况有什么不同，哪种条件更有利于催化反应的进行。以上内容都是采用基于密度泛函理论的第一性原理进行计算的，所得的主要结果如下：(1)对于团簇Au32、Au20Pd12、Au55和Au42Pd13，CO分子更倾向于吸附在高对称笼状团簇的顶位，特别是那些低配位T1金原子上。与桥位和空位相比，在顶位吸附时CO的活性稍低。合金团簇Au20Pd12和Au42Pd13与相应的纯金团簇Au32和Au55相比，CO在合金团簇表面上的吸附更稳定。(2)O2和H2O在Au32团簇表面上单吸附或者共吸附，其吸附能都比在合金团簇Au20Pd12表面上相应吸附位的吸附能小，即O2和H2O在合金团簇表面上的吸附更稳定。(3)H2O分子的加入使得吸附在Au32及Au20Pd12团簇表面的O2分子的带电量增加，O-O键增长，表明H2O分子的加入能够提高O2的活性，更有利于后续催化反应的进行。本文的研究结果将为小分子在中等尺寸金团簇及其合金团簇表面的催化实验研究提供可靠信息支撑。此外，“H2O分子的加入能够提高金团簇表面O2分子的活性”的研究结论为探寻如何提高金催化剂的活性提供了新途径。