金属纳米粒子（NPs）作为一种重要的非均相催化剂,已广泛应用于各种化学工业的过程之中。在催化反应过程中,颗粒的大小对其催化性能起着重要作用。然而,这些纳米颗粒一般表现为不稳定的形态,并且在实际催化过程中,尤其是在一些高温反应中,往往会迁移和聚结以降低它们的表面自由能。因此,为了保持其高催化活性,需要一种制备具有优异抗烧结性能的稳定小金属纳米颗粒催化剂的方法。本文第一部分利用分子动力学模拟,以铁和镍两种金属为研究对象,建立4种不同粒径的金属纳米团簇,首先对其熔化过程进行轨迹分析,在COMPASS力场下对不同温度下其表面积、扩散性质、表面能以及比表面能进行分析与探讨,对表面积和摩尔表面积计算结果表明,随着温度的升高,同一纳米团簇的表面积以及摩尔表面积呈现出增大趋势,从300 K升温至1000 K,表面积或摩尔表面积增大幅度均在5%上下,对比表面能的计算结果表明,固体团簇的近表面张力比熔体镍的表面张力要高出2～4个数量级,说明固体镍团簇的表面能量非常高;比表面能随温度升高以及摩尔表面积增大而下降的趋势均符合物理化学原理,并且随着温度升高和粒径增大,比表面能有趋向于熔体镍表面张力的趋势。第二部分在前文基础上,建立双球的真空烧结模型进行轨迹分析,得出其间距对于烧结起始温度等一系列相关性质,通过分析烧结前后的双球形态,界定出各种模型在不同边缘距时的起始烧结温度。从而得出结果单球尺寸越大,边缘距越小,起始烧结温度越低,并对烧结过程中系统和表层原子的能量变化进行了分析,模拟结果表明,温度较低时,多数模型在发生烧结时系统能量存在一个明显的下降甚至陡降,有时会出现两次陡降,分别对应于烧结颈的形成和消失。