计算化学的快速发展已经可以将理论计算广泛应用于各种比较复杂的体系中，并解决一些实际问题。对催化领域，长期以来有许多反应机理还不清楚，结合实验和理论计算同时对反应进行研究，具有十分重要的意义。 本文共涉及3个主要内容： 1)第二章是钌纳米粒子催化的费托合成。在水、乙醇、1,4-二氧六环、环己烷以及[BMIM][BF<,4>]离子液体中用氢气和NaBH<,4>还原制备了Ru纳米粒子，并观测到对费托合成具有催化活性。其中水作为溶剂时，催化活性最高，甚至在100℃，30 bar的温和条件下都有明显的活性。产物分布遵循典型的ASF分布，其中C<,5+>产物占总重的83.4％。用种子成长法制备了一系列不同粒径的Ru纳米粒子(1.4 nm-4.0 nm)，发现费托催化活性随粒径增加有明显变化，在2.0nm的粒径时达到最大，说明Ru纳米粒子催化的费托合成反应是结构敏感的。 2)第三章是离子液体中铂纳米粒子催化的邻氯硝基苯加氢。利用离子液体和离子液体型共聚高分子的共同稳定作用，制备了两种不同粒径(5.1 nm和1.7nm)的铂纳米粒子，并用于邻氯硝基苯的选择性加氢。产物邻氯苯胺的选择性高达95.1-99.9％，远高于甲醇作溶剂时的结果。红外表征和密度泛函理论计算表明，离子液体和邻氯硝基苯的硝基之间存在分子间相互作用，从而削弱了N=O键；理论计算表明这种相互作用并不导致C-Cl键的削弱。这可能是离子液体对邻氯硝基苯加氢的选择性有促进作用的原因。 该体系使用离子液体作为溶剂，因而产物可经简单萃取实现和催化剂的分离，从而可以让催化剂循环使用。小粒径铂纳米粒子在循环中表现较好，4次循环后，总转化数(TTO)高达25900以上。XRD和电镜结果表明，两种铂纳米粒子在反应后粒径都增加了0.5-0.6 nm。而小粒径铂纳米粒子在这个过程中具有优势，这可能是它寿命较长的原因。 3)第四章是CH<,3>OH-O<,2>-NO<,2>体系的理论计算。NO<,2>催化甲醇深度氧化与NO<,x>催化甲烷部分氧化制甲醇以及一些环境问题密切相关。通过高精度的CBS-Q//B3LYP/6-311++G(2d，p)水平上的计算，得到的两个最优反应通道，其产物均为CH<,2>OH+cis-HONO。两个通道的活化能分别为20.5和21.2 kcal/mol，与实验值21.4 kcal/mol一致。用μVT/Eckart方法计算了总反应速率常数，在700 K时理论值为3.76×10<-19>cm<3>·molecule<-1>·s<-1>，与实验值1.21x10<-19>cm<3>·molecule<-1>·s<-1>。接近。理论模拟的甲醇转化率和实验结果相符。另外文中还提出了CH<,3>OH-O<,2>-NO<,2>体系的详细反应机理。