乙烯是石化行业最基础的原料之一,乙烯产量的多少就标志着国家石化行业的发展水平的高低。对于我国大多数地区,乙烯主要是由石油烃高温裂解的工艺生产而成,在生产过程总会存在少量的乙炔,这将容易毒害催化剂而失活。因此,把出口气中的杂质乙炔脱除干净并将其浓度降低至合格标准成为乙烯生产中至关重要的一步,而工业上常用的除炔方法就是乙炔加氢制乙烯。另一方面,对于新疆这个特殊的可以采用电石法制乙炔的地区而言,乙烯的制备可以采用高浓度的乙炔直接加氢生成乙烯的方式来进行。所以,不论反应过程中的是除炔精制乙烯还是高浓度乙炔加氢制乙烯,乙炔加氢反应都具有重要的研究意义。据研究发现Pd基催化剂的应用甚为广泛,因此为了更进一步的提升催化剂的活性和选择性,探索新型的加氢催化剂更是迫在眉睫。本文基于密度泛函理论,分别从Pd基催化剂的活性组分和载体两方面的探索了乙炔加氢反应的反应机理。活性组分主要是通过非金属Si掺杂Pd₇金属团簇来改善催化剂的性能,而对于载体我们则采用提高原子利用率的Pd单原子负载g-C₃N₄以及S掺杂的g-C₃N₄来进行研究。研究结果表明,Pd₇团簇掺杂Si原子之后,团簇结构发生了很大的变化,电子分布也发生聚积。Pd₇和Pd₆Si团簇催化乙炔加氢反应生成乙烯的活化能分别为22.59kcal/mol和11.25 kcal/mol,选择性分别为8.46 kcal/mol和15.19 kcal/mol。表明掺杂Si原子后的活性和选择性都有所提高,表明了非金属Si掺杂金属Pd团簇对催化剂的性能有着较大的影响。通过对比单原子Pd负载的g-C₃N₄以及S掺杂的g-C₃N₄催化乙炔加氢的研究,我们发现Pd原子都是唯一的活性位点。通过对整个反应所有路径的研究,最优反应路径为由共吸附R1开始的单一的连续加氢反应路径,过对比未掺杂S原子与S掺杂C、N位点处的活化能和选择性,我们发现S掺杂C位点可以提高反应的活性,但由于乙烯加氢能垒远低于乙烯脱附能而导致选择性不太好;S原子掺杂N位点对反应的活性没有提高,但对于选择性而言稍微有所提高。