乙烯是世界上产量最大的石油化工产品,是一种用途广泛的基础原料。乙醇催化脱水制乙烯工艺是乙烯生产的重要工艺之一,具有反应条件温和,转化率、选择性高,绿色环保等优势,在工业生产中使用的主要是γ-Al2O3基催化剂。目前γ-Al2O3催化乙醇脱水制乙烯反应机理尚不完备,反应条件下催化剂结构的变化及其对反应机制的影响尚未有人研究。本文综合密度泛函理论（DFT）、动力学蒙特卡罗（KMC）和反应分子动力学模拟（Reax FF）方法,完善了γ-Al2O3催化剂上不同表面的反应机理,探究不同反应条件下乙醇脱水制乙烯过程的乙烯生成优先路径。依据DFT和KMC计算结果,开发了适用于γ-Al2O3催化乙醇脱水表面反应体系的Al-C/H/O的Reax FF力场参数,研究不同温度下催化剂表面结构变化规律。首先,采用DFT方法研究了关键物种在γ-Al2O3（100）、（110C）和（110D）三种表面的吸附性质和（110C）表面的乙烯生成路径。发现关键物种在（110C）和（110D）表面的吸附能均高于（100）表面,且具有路易斯酸碱特性的共吸附质之间会发生电荷转移从而降低体系能量;（110C）表面优选的乙烯生成路径为C2H5OH→CH3CH2O+H→C2H4+OH+H→C2H4+H2O,其中能垒最高的基元反应为乙氧基生成乙烯。基于DFT计算数据构建了KMC表面模型,研究了不同操作条件对乙烯生成TOF的影响。发现γ-Al2O3（100）表面乙烯生成的TOF值随温度的变化更为敏感,温度越高,反应总TOF越高,且温度对不同活性位点反应速率的影响程度不同。并且模拟计算了催化剂表面覆盖度,建立了不同温度下的表面反应模型。在此基础上,根据DFT计算数据建立了训练集,开发了适用于乙醇脱水制乙烯表面反应的力场参数,利用该力场参数计算关键物种吸附性质、结构等数据,Reax FF的计算结果与DFT的计算结果相近,证明了力场参数的合理性。利用开发的力场参数,结合不同温度下表面反应模型,采用Reax FF方法模拟了不同温度下催化剂表面结构变化。发现不同温度下催化剂稳定结构的表层原子径向分布函数差异不大,但温度越高,表层原子均方位移越大,表层五配位Al原子数量增加,三配位Al原子减少,不同温度下表面Al原子成键数量相近。