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多金属氧酸盐（POMs）独特的离散阴离子结构会在POMs体系的固液、固气界面上形成独立的小“岛”,有效地阻止了单个原子的扩散,阻止了金属颗粒的团聚和生成,从而提高了单原子催化剂（SACs）表面的耐烧结性能,增加了金属负载。为了探索POM-负载的SACs对CO的催化性能,本论文采用密度泛函理论（DFT）计算,开展了一系列的研究:包括CO吸附、氧空位的形成和表面氧物种的活性。与以往的理论研究不同,之前的理论研究往往是基于带高负电荷的阴离子单元来研究POMs系统的催化行为,本论文基于实验构建了一系列中性的磷钨酸（PTA）负载的SACs模型。DFT计算结果表明:（1）Rh1/PTA表面的Ob和Oc原子之间的差异导致了明显的化学反应活性上的不同,CO与Ob反应的能垒比与Oc反应的能垒要低的多（25 kcal/mol vs.40kcal/mol）。然而,之前的实验和理论研究忽视Ob和Oc原子的活性差异。同时,机理研究表明吸附O2分子的解离是整个催化循环的决速步骤。（2）将单个金属原子锚定在PTA表面,使一系列SACs中PTA表面的四个关键表面氧原子被激活。在一系列SACs中,Ir、Os、Rh、Pt和Ru位点对CO的吸附比Fe、Mn和Co位点更强。与其它体系相比,Pt体系更容易在PTA表面形成氧空位。在Pt体系中,催化剂界面上的Oc原子比Ob原子更容易与CO反应,具有更高的反应活性。（3）一般来说,CO还原N2O过程中,N2O首先在催化剂表面分解,释放一个N2,形成一个活性氧物种,然后CO被活性氧氧化生成CO2。然而CO在催化剂表面的强吸附行为通常会抑制N2O的吸附和分解,导致催化剂活性降低甚至使催化剂中毒。本文以PTA为载体,设计了一系列单原子催化剂:M1/PTA（M=Fe,Co,Mn,Rh,Ru,Ir,Os,Pt,Pd）。虽然计算的CO吸附能远远高于N2O,但吸附的CO可以通过MvK机理与PTA载体表面氧原子发生反应,在PTA表面形成氧空位。自由能计算表明,Pd1/PTA、Rh1/PTA、Pt1/PTA SACs的催化活性相当高,尤其是对Pt1/PTA体系,其最低的活化能垒为16.25 kcal/mol。同时,3个体系沿最有利反应路径的分子几何结构和电子结构分析表明,金属单原子不仅具有吸附CO和活化PTA载体表面氧原子的作用,而且在整个反应过程中起着电子传递介质的作用。