近年来,超疏水材料因其独特的润湿性能在防腐、防雾、自清洁等领域受到广泛关注。稀土氧化物,由于特殊的核外电子分布及其本征疏水性,被广泛应用于超疏水材料的制备和改性。因而大量基于稀土氧化物的材料被开发,使得其应用领域也被不断拓宽。稀土氧化物的润湿性机理研究是该类材料改性和进一步拓展其应用的理论基础。虽然实验上已经证实晶格取向、表面不同价态元素比、表面氧空位以及退火温度等因素对稀土氧化物的表面疏水性均有影响,但由于缺乏原子层面上的研究和理解,各影响因素之间缺少联系,主次不明。因此,在稀土氧化物的润湿性机理探索中,亟需从原子层面上进行深入的研究和探讨。鉴于此,本文基于密度泛函理论,以氧化镧为研究体系,对其本征表面润湿性,润湿行为中可能发生的水解离现象及其对疏水性能的影响进行了理论研究,从原子层面上揭示其本征疏水性机理,阐明了表面反应对疏水稳定性的影响。此外,还采用分子力学方法对氧化镧表面超疏水改性过程中有机物链长和官能团种类等主要因素的影响机制及作用原理进行研究,所得主要结果如下:首先,水分子在La₂O₃（001）表面的最佳吸附模式为H₂O_w-La吸附,水中氢原子与表面氧原子之间形成了弱氢键,吸附取向平行于基底平面,吸附能为-0.362 eV。表面多层水分子吸附模型的接触角（WCA）模拟值为103.7°,具有疏水性。相对于其他亲水氧化物表面而言,氧化镧表面低浓度的La原子吸附位点限制了固/液界面上水分子的覆盖。同时,吸附水分子的氧氢键平行于衬底,降低了水分子层间作用。这些结果共同作用导致表面能降低,使氧化镧表面具有本征疏水性。过渡态计算结果显示水分子在氧化镧表面的解离能垒为0.210 eV,很容易解离形成两种类型的羟基基团。羟基化表面的WCA模拟值为94.6°,表明氧化镧表面羟基化后增加了水分子的吸附位点,并且羟基的存在增强了表面与水分子之间的相互作用,从而增加了固/液界面之间的粘附作用,降低了表面的疏水性能。虽然氧化镧表面羟基化后仍处于疏水状态,但是受羟基化的影响明显,稳定性变差,有必要在疏水应用中进行进一步修饰以提高性能稳定性。此外,我们采用分子动力学方法,对稀土氧化物碳基修饰表面的超疏水机理及其影响因素进行了研究,重点关注碳链长度和反应基团这两个因素。研究结果表明:碳链的修饰作用能够提高氧化镧表面的疏水性能,实现稳定的超疏水,官能团主要影响表面的吸附稳定性。有机碳链层厚度和疏水性之间存在收敛性关系,在链长为9后变化不明显。碳链长度影响有机物的覆盖度,其长度的增加会增强分子层内作用,并且与界面反应能量之间存在一定竞争关系,因此与界面作用较强的羧酸有机物相对其他官能团而言具有一定的优势。