随着国民经济的发展,汽车尾气和石油化工工业所释放的CO气体逐渐增加,造成了环境严重的污染。催化氧化CO为CO2是控制汽车尾气排放和工业废气清洁处理的核心技术之一。研究CO氧化有助于我们从本质上理解过渡金属氧化物和表面催化剂催化活化一氧化碳的机理。大量的凝聚相研究致力于探究CO氧化催化剂的活性位点,过渡金属氧化物的气相光谱研究则提供了分子尺度上对CO氧化机理的理解。最近,CO与过渡金属氧化物团簇的反应研究揭示了影响反应活性的多种因素,如团簇组成、电荷态、载体和活性氧物种等。但是,共吸附的CO配体对CO氧化活性的影响常常被忽略。本论文研究了异双核的钽镍单氧化物上的CO吸附和催化氧化。首先利用光电子速度成像实验结合密度泛函理论计算,我们表征了异双核的钽镍单氧化物连续羰基化过程。对于NiTa O（CO）n–（n=5-8）体系,n≤7时的所有CO配体均为端式配位至Ta ONi核。其中,NiTa O（CO）5-的最稳定构型为μ~2-O弯曲结构,NiTa O（CO）6-存在简并结构,即μ~2-O弯曲和μ~2-O线性结构,NiTa O（CO）7–的最稳定构型为μ~2-O线性结构;而NiTa O（CO）8–的最稳定构型含一个η~2-CO2配体,表明CO氧化发生在n=8。进一步的理论研究表明,对于NiTa O（CO）8–配合物上的CO氧化反应,Langmuir-Hinshelwood（LH）机理和Eley-Rideal（ER）机理从能量角度考虑都是可行的。其次,虽然实验上暂时没有探测钽镍单氧羰基化合物的再生过程,但为了更好地理解钽镍单氧羰基化合物催化氧化CO反应,实现完整的催化循环,我们从理论上进行了相关研究。利用密度泛函理论（DFT）分别研究了NiTa O（CO）8-单氧配合物脱附CO2过程,异双核羰基配合物NiTa（CO）7-的再氧化过程,以及NiTa O（CO）6-单氧配合物的再生。结果表明,单氧配合物NiTa O（CO）8-上形成了含一个η~2-CO2配体的结构,CO2配体会脱附出去,可以生成NiTa（CO）7-,其与一个O2分子发生氧化反应,释放一个CO2分子的同时生成了NiTa O（CO）6-,即实现了钽镍单氧羰基配合物的再生。进一步利用多种成键分析方法研究了配合物NiTa（CO）7-的特殊电子结构,结果表明,Ta-C-Ni之间存在3c×2e的电子共享的化学键,Ta原子和Ni原子均达到了配位饱和,满足18电子规则。总之,连续的CO化学吸附促进了钽镍单氧化物对CO的氧化反应,揭示了CO氧化反应的CO配体自促进机制。此外,NiTa O（CO）6-的再生,表明钽镍单氧羰基配合物是一种潜在的CO氧化反应的催化剂。配体调控反应活性的机制在多相催化中具有重要的应用意义,为稳定、高效催化剂的合理设计和开发提供了理论依据。