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随着中国、印度等发展中国家工业化迅猛发展，人类对能源需求越来越大。但是石油储量却在逐渐减少，并且开发难度也在增大。因此，寻求可替换碳材料显得尤为关键。费托合成主要是在催化剂作用下将合成气(H2/CO)转换成清洁的液态燃料(C5-C12)和高附加值的化工产品（C2=-C4=），其中合成气主要来自于煤、天然气和可再生的生物质。催化剂性能好坏直接决定着费托合成效率，因此当前研究重点主要集中在设计一种高活性、高选择性和高稳定性的催化剂。 在以前的研究中，关于如何设计催化剂已经取得很大进步。“结构效应”和“电子效应”是调整催化剂性能的两个主要方法，尤其是“电子效应”，因为电子效应可以调控CO在催化剂表面的解离吸附能。研究人员已经证实CO在催化剂表面解离吸附能主要取决于d轨道未成对电子数。一些先进的表征手段已经定性说明当催化剂中掺入助剂时，会有电子的转移。但是到目前为止，定量计算d轨道未成对数的研究相对较少。因此在本论文中，我们定量计算了d轨道未成对数，并且详细讨论了d轨道未成对电子对Fe、Co基催化剂催化性能的影响。 另外，我们也研究了Fe-Co合金对费托反应的影响。通过碱浸渍方法，我们制备了一系列雷尼Fe-Co合金。这样做有三个优点:(1)雷尼结构可以提供一定的费托反应所需的表面积;(2)雷尼催化剂可以避免活性组分和载体相互作用的影响;(3)Fe-Co合金相在熔融过程中容易合成。 主要结果和结论归纳如下: (1)通过一些磁学方面知识，我们详细计算了Fe基和Co基催化剂的d轨道未成对电子数。结果显示，随着K含量逐渐增多，饱和磁感应强度和d轨道未成对电子数逐渐增多;但是对Co基催化剂而言，随着Mn的掺入，饱和磁感应强度和d轨道未成对电子数均减小。 (2)我们详细讨论了d轨道未成对电子数对Fe、Co基催化剂费托性能影响。结果显示，对于Fe基催化剂而言，随着d轨道未成对电子数增加，CH4选择性降低，然而C5+和C2=-C4=选择性均增加。但是，对于Co基催化剂而言，结果却正好相反，随着d轨道未成对电子数增加，CH4选择性增加，然而C5+和C2=-C4=选择性均减少。 (3)为了解释这一区别，我们通过结合“键能键序理论”、“晶体场表面轨道”以及“Pauling-Eley公式”等理论计算方法，计算出CO在金属Fe和Co表面的相互作用能与d轨道未成对电子数的关系。结果发现，Fe和Co分别位于极值点左右两端。正是由于这样，才导致他们截然相反的催化性能。 (4)我们制备了一系列雷尼Fe-Co合金来研究Fe-Co合金对费托催化性能的影响。结果显示并不是所有合金均能提高C5+的选择性，只有当Fe/Co为3∶7时，Fe03Co07合金相才能有效促进C5+的选择性。另外，在反应活性方面，我们也发现Fe-Co合金并不能促进CO转换率，反而是富Co催化剂表现出最佳的CO转化率。