能源是人类赖以生存和发展的基础,然而化石燃料的大量消耗,不仅加剧了能源危机也造成了严重的环境污染。为了满足世界范围的能源需求及缓解环境压力,可再生及环境友好型能源（如氢能）得到了人们的广泛关注。寻求高效制氢方法成为发展氢能源所面临的重要问题。本文运用密度泛函理论计算方法结合周期性平板模型系统的研究了甲醇在Cu基催化剂上的裂解机理。通过建立液-固催化界面模型,系统的阐明了甲醇在清洁的Cu（110）面、H₂O/Cu（110）面及OH预吸附的H₂O/Cu（110）面上的裂解机理;系统探讨了不同金属掺杂剂（Pt、Pd、Ni、Mn）掺杂的H₂O/Cu（110）面对于甲醇裂解制氢的影响;系统的研究了不同比例的Pt掺杂（掺杂9Pt、3Pt、1Pt）到H₂O/Cu（110）面对于甲醇裂解制氢的影响。得到的主要结论如下:（1）清洁的Cu（110）面甲醇裂解的最佳路径是:CH3OH→CH3O→CH₂O→CHO→CO,其中第二步是限速步（活化能为1.32 eV）。H₂O/Cu（110）面甲醇裂解的主要路径与清洁面相一致,同样限速步为CH3O→CH₂O（活化能1.17 eV）。对于OH预吸附的H₂O/Cu（110）面,我们最终确定了两条相互竞争的反应路径:①、CH3OH→CH3O→CH₂O→CHO→CO;②、CH3OH→CH3O→CH₂O→CH₂OOH→CH₂OO→CHOO→CO2。研究发现水分子的存在有利于甲醇的裂解,同时OH的存在导致了一系列新的中间体的产生。OH预吸附的h2o/cu（110）面,所确定的第二条反应路径在动力学上优于第一条反应路径。通过过渡态理论（tst）系统计算了不同温度（t=473-573k）下甲醇裂解主要基元反应的速率常数,进一步确定了h2o分子的存在有利于甲醇的裂解。（2）通过系统的研究不同金属掺杂剂（pt、pd、ni、mn）掺杂的h2o/cu（110）面对于甲醇裂解制氢的影响,我们发现金属掺杂剂（pt、pd、ni、mn）的加入有利于抑制甲醇裂解过程中的副产物甲醛的生成。金属掺杂剂pt、pd、ni的掺入有利于甲醇的裂解,而mn的掺入会产生不利的影响。最终所确定的甲醇连续脱氢所用催化剂的催化活性顺序为:pd-h2o/cu（110）>pt-h2o/cu（110）>ni-h2o/cu（110）>h2o/cu（110）>mn-h2o/cu（110）。通过计算各基元反应的反应热与活化能的关系确定了其线性bep关系,为设计新颖的甲醇裂解cu基催化剂提供了理论指导。（3）用不同比例的pt（9pt、3pt、1pt）掺杂到h2o/cu（110）面（其中pt原子仅掺杂到cu（110）面最上面一层cu原子）。当掺杂1pt时,甲醇裂解的最佳反应路径为:ch3oh→ch3o→ch2o→cho→co,与未掺杂的h2o/cu（110）面相一致。计算各基元反应的活化能和反应热可得,一个pt原子的掺入可以有效降低甲醇裂解的活化能,其中限速步为ch3o→ch2o（活化能0.51ev）。当掺杂3pt时,甲醇裂解的最佳反应路径为:ch3oh→ch3o→ch2o→cho→co,与1pt掺杂及未掺杂的h2o/cu（110）面上所得结论相一致。通过计算各基元反应的反应热和活化能,我们发现ch3oh→ch3o（活化能0.56ev）为总反应的限速步。当掺杂9pt,即cu（110）面第一层cu原子完全被pt原子掺杂后,甲醇裂解的各基元反应发现最佳反应路径发生了改变,即:CH3OH→CH₂OH→CH₂O→CHO→CO,其中限速步为CH3OH→CH₂OH（活化能0.77 eV）,所确定的最佳反应路径甲醇在Pt（111）面上裂解的结论相一致。总体比较,不同比例的Pt掺杂剂对于甲醇裂解最佳反应路径的确定及对各反应物、中间体的吸附构型及吸附能产生了很大的影响。少量的Pt掺杂剂（1Pt、3Pt）即对甲醇裂解反应起到良好的催化效果。双金属Pt-Cu催化剂可以有效降低甲醇裂解的活化能,为实验中合理设计双金属催化剂催化甲醇制氢提供理论参考。