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过渡金属硫化物在工业催化和生物上的重要性引起了广泛的研究兴趣[51]。在工业上，过渡金属氧化物在很多方面被用做多用途的催化剂，但对有些反应其活性太高得不到预期的产品。相反，过渡金属硫化物作为催化剂反应活性低、不容易中毒显示了很高的选择性[52]。过渡金属硫化物在生物化学上也起到了特殊的作用，因为不同的金属硫化物在一些金属酶里面形成了活性中心。实际上，“过渡金属化学”一直是实验和理论研究非常活跃的领域[53-57]。
本文用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法和耦合簇理CCSD(T)研究了气相中过渡金属硫化物阳离子(MS+，M+V、Nb)与小分子(CO)的反应，对于NbS+与COS的反应只用了密度泛函理论(DFT)中的B3ILYP方法。根据理论计算，我们提出了可能的反应通道和反应机理，获得了关于动力学和热力学方面的定量数据并和实验数据作了对比。
VS+与CO的氧硫交换反应(VS+CO→VO++CS)为两步反应机理，硫转移反应(VS++CO→V++COS)为一步反应机理。NbS+与CO的氧硫交换反应(NbS++CO→NbO++CS)为一步反应机理，和氧硫交换反应一样，硫转移反应也只是一步反应。对于VS+和NbS+体系来说，硫转移反应都比氧硫交换反应从能量上来说更有利，基态的反应都比激发态更有利。
对于NbS+与COS，我们发现了三种通道：一个是NbS+中的Nb直接从COS中抽取一个硫原子而得到产物NbS2+，一个是NbS+中的硫原子和COS中的O氧原子相互交换而得到NbO+，第三个是NbS+中的Nb直接从COS中抽取一个氧原子而得到产物ONbS+。基态的氧转移反应和基态的氧硫交换都是通过同一中间体开始反应，所有它们是竞争反应，计算表明在低温条件下主要是氧硫交换反应，而在高温条件下主要是氧转移反应。同样激发态的氧转移反应和激发态的氧硫交换也是从同一中间体开始反应，它们也是竞争反应，而计算又发现氧转移反应和氧硫交换的阀能都是39.6 kcal/mol，所以不管是在高温条件下还是在低温条件下，都没有那一个反应是主要的反应。对于硫转移反应其三重基态的两个反应通道是从互为光学异构体的中间体开始反应，对于单重态，反应是从不同的中间体开始反应，两个中间体不是任何异构体，最有利的反应是自选禁阻的反应3NbS++COS→1NbS2+-2(1A)+CO，可能存在势能面交叉，最稳定的产物是1NbS2+-2。硫转移反应的产物NbS2+可以通过角形的过渡态Nb+-S-S而生成直线型的中间体Nb+-S-S，中间体Nb+-S-S可以进一步解离为Nb+和S2。