由于金属有机框架材料（Metal-organic frameworks,MOFs）的活性中心密度高和开放可调的通道有利于反应物和产物的扩散等均相和非均相催化剂优点,催化已经成为了MOFs材料最先发展也是发展最快的领域之一。MOFs相关材料可以用于多种类催化反应,如Lewis酸碱催化,氧化还原催化,环加成催化,光催化等反应当中,具备多样可适性。在多相催化方面,MOFs除优于传统材料为改善传质效率、选择性催化等方面外,经特殊设计的MOFs催化材料在结构上还有较高的机械强度和良好的化学稳定性等特点,使MOFs材料同时具备了均相催化剂和多相催化剂的特点。目前,负载金属纳米粒子的金属有机骨架材料在合成和催化方面取得了大量的研究成果,但是人们对材料的组成和微观结构却缺乏深入的了解,这不仅阻碍了这种材料的进一步研究,而且增加了同类材料的设计的难度。计算机理论模拟结合密度泛函理论的方法可以帮助我们进一步揭示金属纳米颗粒在MOFs孔道中的微观结构,模拟催化反应过程中的反应路径,计算相应不同路径的反应可行性,为之后设计复杂的复合材料提供相应的理论指导及支撑。本文中,我们主要选取Pt@UiO-66-NH₂复合材料对肉桂醛选择性加氢还原反应的机理进行研究,主要研究内容如下:（1）利用从头算分子动力学模拟结合退火冷却降温方法系统研究了不同尺寸大小的Ptn金属团簇在UiO-66-NH₂材料内形成的动力学过程,计算结果表明Pt28@UiO-66-NH₂团簇在热力学上稳定性最高,且负载在UiO-66-NH₂中的Pt28团簇的理论尺寸大小与相应的实验值相匹配。此外,通过模拟肉桂醛在UiO-66-NH₂材料孔道中扩散的过程,分析可得,肉桂醛主要从UiO-66-NH₂的四面体孔笼向八面体孔笼迁移,其扩散能量的最高能垒49 kJ/mol。并且,肉桂醛在扩散的过程中,位于UiO-66-NH₂材料的四面体与八面体处的三角形窗口孔道会发生扩张,这也说明了UiO-66-NH₂材料具有一定的柔性。（2）基于肉桂醛在UiO-66-NH₂材料孔道内扩散的研究,我们发现在动力学上有利产生的吸附模式,即O-tail吸附模式。我们将O-tail吸附模型与传统C=C吸附模型和C=O键吸附模型进行了比较,分别计算了加氢还原路径。通过计算得知,O-tail吸附模式的加氢还原在动力学层面非常容易进行,只需要跨过一个较小的能垒就可以实现对C=O键的加氢还原,且该反应能垒小于肉桂醛从四面体孔笼当中扩散的能垒,而C=C键吸附模型和C=O吸附模型加氢还原需跨过一个较高的反应能垒。这说明,肉桂醛的O-tail吸附模型在温和的条件下可以迅速发生加氢还原。此外,我们进一步研究了肉桂醇产物是否会进行二次还原。相关计算表明,肉桂醇的C=C键加氢还原反应的能垒较高,甚至比肉桂醇C=C键吸附构型直接脱附的所要的能垒都高。因此,肉桂醇不易进行二次加氢,肉桂醛在Pt@UiO-66-NH₂体系中的最终加氢产物为肉桂醇。本文研究表明,通过对肉桂醛在Pt@UiO-66-NH₂材料中选择加氢的系统理论研究,金属有机骨架的限域作用将会引起金属团簇结构发生扭曲和反应物的扩散及吸附,从而影响催化的性能。本文我们从理论研究角度清晰地阐述了MNPs@MOFs的限域效应对选择性加氢的影响,将为今后MNPs@MOFs催化剂设计提供了一定的理论指导。