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双金属纳米颗粒通常具有不同于块状固体和它们相对应的单金属纳米颗粒的一些独特的物理化学性质。确定的几何结构是研究纳米颗粒的电子性质、催化性质及其它性质的基础。但是到目前为止,仍然很难仅仅通过实验的方法来确定这些小的纳米颗粒的几何构型。我们用第一性原理计算的方法研究了PtnRu55-n双金属纳米颗粒的结构。然后考察了正二十面体结构的Ru55纳米颗粒对H2O分解反应的催化活性。计算结果显示Ru55在H2O分解的反应中表现出了很高的催化活性,H2O的二聚体在Ru55上几乎能够自动分解。虽然金属纳米颗粒具有如此好的催化性质,但是它们在溶液中仅具有动力学稳定性而不具有热力学稳定性。所以在溶液中,金属纳米颗粒很容易聚集成更大的颗粒甚至是块状的固体,从而使其丧失纳米颗粒的特性。为了防止这种现象的发生,往往就需要加入稳定剂。我们又考察了离子液体对Pt-Ru双金属纳米颗粒的稳定作用。主要发现概括如下：1、在正二十面体结构PtnRu55-n的双金属纳米颗粒中,Ru原子趋向于分布在纳米颗粒的核内,而Pt原子则趋向于分布在表面。Ru在自然界中的存储量比Pt丰富的多,这种结构的催化剂能减少Pt的使用量,降低生产成本。在以Ru13为核的PtnRu55-n双金属纳米颗粒表面,Pt和Ru原子存在着对vertex位（顶点位）的争夺。当表面上的pt或者Ru原子数小于6时,表面上的Pt或者Ru都倾向占据在vertex位。当表面上的Pt或者Ru原子数大于6而小于36时,Pt与Ru原子平分表面上的vertex位的结构最稳定。对于所有以Ru13为核的PtnRu55-n双金属纳米颗粒来说,表面上的Pt原子数越多,双金属纳米颗粒的结构越稳定,具有完美核壳结构的Ru13@Pt42纳米颗粒的稳定性最高。2、经DFT-D2校正之后H20的单体在Ru55的t1位（Ru55的vertex位原子的top位）上分解的能垒为0.43 eV,在t2位（Ru55的edge位原子的top位）上分解的能垒为0.34 eV,表明t2位比t1位具有更高的催化活性。H2O的二聚体在Ru55的t2位上分解时的反应能垒仅为0.11eV,表明Ru55在H2O分解反应中是很好的催化剂。并且在该反应过程中,H原子能自发的从位于t1位上的H2O分子中转移到反应活性更高的t2位上。3、离子液体[BMIM][PF6]与纳米颗粒PtnRu55-n （n=0,13,42,55）之间的相互作用强度存在很大的差异。最大的相互作用能是最小的相互作用能的19倍。在Ru13Pt42-[BMIM][PF6]中,只有阴离子与纳米颗粒成键。但是,在其它三个较强的相互作用体系中,离子液体的阴离子和阳离子可以同时与纳米颗粒成键。在最强的相互作用体系Pt13Ru42-[BMIM][PF6]中,离子液体与纳米颗粒的相互作用是如此之大从而导致了核壳结构的Pt13Ru42纳米颗粒的结构发生了变形,使得纳米颗粒核内的一部分Pt原子转移到了表面上。离子液体[BMIM][PF6]与纳米颗粒PtnRu55-n （n=0,13,42,55）之间的相互作用能越大,作用之后的纳米颗粒稳定性提升的越多,表明离子液体与纳米颗粒之间的相互作用导致了纳米颗粒变得更稳定。在最强的相互作用体系Pt13Ru42-[BMIM][PF6]中,变形之后的Pt13Ru42比变形之前核壳结构的Pt13Ru42能量降低了8.50 eV。4、在研究Ru7Pt6团簇分别与离子液体[BMIM][Br], [BMIM][BF4], [BMIM][PF6], [BMIM][CF3SO3], [BMIM][NTf2]相互作用时,我们发现含有中等尺寸阴离子（PF6-, CF3SO3-）的离子液体比小尺寸阴离子（Br-, BF4-）和大尺寸（NTf2-）阴离子的离子液体能更好的稳定Ru7Pt6纳米团簇。纳米团簇Ru4Pt9、Ru7Pt6、Ru9Pt4与同一种离子液体[BMIM][CF3SO3]相互作用时,相互作用越强,作用之后团簇的稳定性增加的越多。对于Ru7Pt6-n{[BMIM][CF3SO3]}（n=1,2,3,4）,总的相互作用能与离子液体的分子数目几乎呈线性关系。当纳米颗粒的表面只有一个离子液体分子时（Ru7Pt6-[BMIM][CF3SO3]）,离子液体对团簇的稳定作用主要归功于离子液体与纳米团簇之间的相互作用。随着离子液体分子数的增加,在Ru7Pt6-4{[BMIM][CF3SO3]}中,纳米颗粒完全被离子液体包围,此时离子液体对团簇的稳定作用要归功于离子液体在纳米团簇外所形成的立体保护层。