二氧化铈和二氧化铈基氧化物材料已被广泛应用于如生产和提纯氢、净化汽车废气等许多重要的催化反应中。汽车废气是一种重要的污染源，三元催化剂（TWC）能够同时净化汽车废气中的三种主要有害成份（氮氧化合物，一氧化碳和碳氢化合物），作为一种重要添加剂，二氧化铈在TWC 中起着关键作用,如:(1) 储氧/释氧- - 随汽车废气浓度的高低以释放或吸收氧, 促进催化过程和废气的转换效率; (2) 促进贵金属催化剂分散度和催化活性, 延长催化剂的使用寿命。人们对二氧化铈基氧化物进行了深入的实验研究,理论研究还相对较少, 对其作用机理还缺乏了解。本课题旨在用第一性原理方法，从原子水平和电子结构方面对二氧化铈及二氧化铈基氧化物的催化特性进行系统的理论研究,以期获得对该材料在TWC 中的作用机理的深入了解，并对改进TWC 效能（如：利用稀土及过渡金属掺杂改进TWC 性能等）提供理论依据。

Ceria and ceria-based oxide materials have been widely used in important reactions,e.g. the production and purification of hydrogen, the purification of automotive exhaust, etc. Automotive exhaust is one of the major sources of pollutions. Three-way catalysts (TWC) can simultaneously removed the three major pollutants (NOx, CO and hydrocarbons) from the automotive exhausts. As one of the major additives, ceria plays key roles in TWC: namely, (1) to store/release oxygen at fuel lean/rich conditions, and therefor promote the catalytic processes and exhaust conversion; (2) to promote the noble-metal dispersion and activity, and prolong its lifetime. Ceria-based materials have been studied extensively in experimental respects, while theoretical works are relatively scarce. The mechanisms of the effects that ceria played in the TWC are not quite clear. In this project, the catalytic properties of ceria and ceria-based oxides will be studied theoretically using the first-principle method. The results will help to understand the effects of these materials in TWC, and offer a guidance to improve efficiency of TWC, e.g. through doping with rare-earth and transition metals.

二氧化铈和二氧化铈基氧化物材料已被广泛应用于如生产和提纯氢、净化汽车废气等许多重要的催化反应中。汽车废气是一种重要的污染源，三元催化剂（TWC）能够同时净化汽车废气中的三种主要有害成份（氮氧化合物，一氧化碳和碳氢化合物），作为一种重要添加剂，二氧化铈在TWC 中起着关键作用,如:(1) 储氧/释氧- - 随汽车废气浓度的高低以释放或吸收氧, 促进催化过程和废气的转换效率; (2) 促进贵金属催化剂分散度和催化活性, 延长催化剂的使用寿命。人们对二氧化铈基氧化物进行了深入的实验研究,理论研究还相对较少, 对其作用机理还缺乏了解。本课题旨在用第一性原理方法，从原子水平和电子结构方面对二氧化铈及二氧化铈基氧化物的催化特性进行系统的理论研究,以期获得对该材料在TWC 中的作用机理的深入了解，并对改进TWC 效能（如：利用稀土及过渡金属掺杂改进TWC 性能等）提供理论依据。