金属纳米颗粒在工作条件下的结构重建对于催化过程至关重要。因此,本文通过使用Wulff理论结合密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟,研究了截角八面体基具有不同形态的铑、铱纳米颗粒(直径=3.5、5.5和9.5 nm)在退火和水蒸气条件下的结构重建。分子动力学(MD)的结果表明,具有较低平均表面原子配位数((?))的纳米颗粒降低了结构转变的惰性和热稳定性,导致更严重的结构转变。在水蒸气条件下,(111)和(110)的界面张力((?))之间的竞争通过最小化总表面张力来实现,最终在驱动铑和铱纳米颗粒的形状演变中起重要作用。同时本文发现在真空下进行退火/水蒸气条件是对铑和铱纳米颗粒不可逆/可逆的过程,在吸附物-金属的总界面张力可作为一个关键的稳定性参数来描述可变气氛环境(P,T)下,吸附物-金属系统的势能面。详细的研究结果如下:(1)本文利用平均配位数((?))作为精确的形貌描述符,构建了多尺寸且具有几乎相同表面比例的纳米颗粒以研究尺寸效应,并精确地定义了直径为5.5 nm的四种截棱截角八面体(I～IV)以及一种截角八面体结构(V)纳米颗粒来研究其形貌效应。然后选取结构转变惰性(Δ)、表面位点浓度(η)和表面原子占比(S)作为稳定性的描述符。发现不同类型的位点浓度在一定温度下发生改变;随着粒径增大,从体相到表面的原子转移变少;高配位指数的纳米颗粒比低配位指数的纳米颗粒更稳定。这一工作为铑和铱纳米颗粒在催化反应中的应用提供了新思路。(2)本文通过结合Wulff定理和Langmuir吸附等温式研究了水蒸气诱导的铑和铱纳米颗粒的结构重建。结果表明,在特定的潮湿环境(P,T)下,铑、铱纳米颗粒呈现了不同的结构等值面的演变。通过综合分析水蒸气的温度和压力对水分子吸附的影响,得出水气氛诱导的颗粒重构的统计学分析及对其表面性质的影响,表面较弱的水-金属相互作用对其结构重建起着至关重要的作用。同时,铱纳米颗粒发现了较多的异构现象,且随粒径增大而逐渐变多。最后通过选取合理的势函数参数进行以退火为基准条件的对比研究发现:在升温的过程中,常温下最稳定的多个尺寸的截角八面体呈现出不同的表面熔化/重构特征。这一工作为采用不同方法合成具有更好催化性能的纳米颗粒材料调控/设计提供了借鉴。