纳米金属材料由于其独特属性获得了大量研究者的关注，但是这些材料的纳米尺寸常常会导致材料体系的不稳定。纳米金属的烧结是其不稳定性的一个典型现象，烧结会导致纳米材料的纳米特性消失，例如：纳米金属的比表面积大大减少，相应的催化活性位也会减少，这将大大降低纳米金属作为催化剂工作的寿命和效率。因此，对于纳米金属材料来说，阻止纳米金属的长大是获得长期稳定材料体系的挑战之一。
　　烧结过程可以通过斯莫鲁霍夫斯基熟化或者奥斯特瓦尔德熟化来完成。对于前者，观察其发生过程是比较容易的，但是对于奥斯特瓦尔德熟化，捕捉其过程经常需要耗费超长的时间成本。随着奥斯特瓦尔德熟化理论的发展和计算机技术的成熟，利用密度泛函理论获得的基础能量信息，再根据不断完善的奥斯特瓦尔德熟化理论进行动力学研究，这样可以有效地节约时间和经济成本。本论文结合密度泛函理论和动力学方法来研究在载体TiO2上纳米金属的奥斯特瓦尔德熟化问题。通过研究金红石TiO2(110)负载的Pd金属奥斯特瓦尔德熟化，证实了初始小尺寸和分布均一性有利于抵抗粒子的长大；通过对比分析在金红石TiO2(110)上的不同过渡族金属的奥斯特瓦尔德熟化，发现金属元素本身能够显著地影响奥斯特瓦尔德熟化，而且，本论文推导得到了奥斯特瓦尔德熟化开启温度与金属熔点之间的关系；通过研究在锐钛矿和金红石 TiO2上 Pt金属的奥斯特瓦尔德熟化过程，本论文发现 Pt 金属的奥斯特瓦尔德熟化对载体 TiO2的晶面结构、形貌和晶相存在依赖关系。
　　本论文具体研究内容如下：
　　(1) 通过密度泛函理论研究Pd在金红石TiO2(110)上的吸附和扩散，随后通过熟化动力学研究了在金红石 TiO2(110)上 Pd 纳米粒子尺寸和均一化分布对其奥斯特瓦尔德熟化的影响。
　　(2) 通过密度泛函理论研究不同过渡族金属负载在金红石 TiO2(110)上的吸附和扩散，在此基础上利用熟化动力学定量地比较和分析了不同金属在金红石TiO2(110)上的奥斯特瓦尔德熟化的差异，并讨论了奥斯特瓦尔德熟化开启温度与金属熔点之间的关系。
　　(3) 研究了锐钛矿和金红石TiO2不同晶面负载Pt的奥斯特瓦尔德熟化。从Pt原子在TiO2表面上的吸附和扩散出发，通过奥斯特瓦尔德熟化动力学来解析载体TiO2表面的微观结构与Pt原子之间的相互作用对Pt金属纳米粒子奥斯特瓦尔德熟化的影响。
　　(4) 通过根据伍尔夫结构构造的 TiO2形貌来讨论不同载体形貌(TiO2)对负载的 Pt金属奥斯特瓦尔德熟化的影响。同时，对比分析了不同 TiO2晶相(锐钛矿和金红石)对负载的Pt金属纳米粒子奥斯特瓦尔德熟化的影响。