基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)，研究了羟基化SiO₂(001)晶面负载Co_n(n是钴原子的数目，n=1~6)材料[Co_n/SiO₂(001)]的结构、电子性质和CO反应活性，其中n=1时代表Co单原子，n=2~6时代表n个Co原子组成的Co_n团簇。结果显示，Co₅/SiO₂(001)的结合能(E_{b-Co5/SiO2(001)})最高为1.88 eV，表明Co₅团簇负载在SiO₂(001)晶面上最稳定。在Co_n/SiO₂(001)结构中，E_{b-Con/SiO2(001)}与平均Bader电荷(Q_ave-Bader)之间呈现出线性关系(y=0.11x-0.23)，随着Co_n团簇向SiO₂载体转移的Q_ave-Bader值增大，E_{b-Con/SiO2(001)}增强，结构稳定性提高。随着Co_n团簇的增大，d带中心能量逐渐远离费米能级，其中Co₅/SiO₂(001)的d带中心能量最低为-0.96 eV。在Co₃/SiO₂(001)催化剂上，CO活化的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.39 eV；Co₅/SiO₂(001)的最佳路径为CO*→C*+O*，有效能垒为1.19 eV；Co₅团簇的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.72 eV。这说明Co₅团簇负载在SiO₂(001)晶面上更有利于CO活化。通过差分电荷和晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析可得，在Co₃/SiO₂(001)-CO、Co₅/SiO₂(001)-CO和Co₅-CO结构中，Co向C转移的电子数分别为0.20、0.15和0.24，Co—C键的集成COHP(ICOHP)值分别为-1.46、-0.91和-1.70 eV。在Co₅-CO和Co₃/SiO₂(001)-CO中，C与Co的相互作用强于Co₅/SiO₂(001)-CO，这种强相互作用不利于CO的活化。