二氧化硫（S0₂）和一氧化氮（NO）是人为源排放到大气中的两类有害气态污染物,主要来自化石燃料燃烧,是导致光化学烟雾和酸沉降的主要元凶。为了有效控制化石燃料燃烧过程中SO₂和NO的排放,科学界进行了大量的研究工作开发了多种烟气脱硫脱硝技术。高效湿法烟气脱硫技术是目前的主流技术,但其存在占地面积大、投资高,副产物石膏难以回收利用等缺点。近年来,已工业化应用的烟气脱硫技术中,活性炭法烟气脱硫技术被认为是极其具有前景的烟气脱硫技术。活性炭能够在低温（20-150℃）,有氧气和水存在的条件下,对S0₂进行吸附催化氧化,再经水合作用,形成产物——硫酸。选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction, SCR）技术是一种已成功应用于控制固定源烟气污染物排放的技术,该技术能够在较高温度（300～450℃）条件下,高效脱除烟气中的NO。最近,专家学者研究发现炭材料诸如活性炭、活性炭纤维和纳米碳纤维等具有在低温条件（50～180℃）下催化氧化NO转化成NO₂的活性,NO₂极易通过湿法技术来去除。因此,有可能形成一种基于炭材料的同时控制S0₂和NO排放的技术。但是,需要进一步提高炭材料催化剂对SO₂和NO的催化氧化效率。为了提高SO₂和NO的转化率,科学界尝试了很多种方法,包括炭材料氮掺杂,炭材料负载金属或金属氧化物等,但是仍然没有达到理想的效果。因此,为了研发更加高效的催化剂,在原子尺度上研究炭材料表面吸附催化氧化SO₂和NO的机理就显得非常有必要。活性炭作为吸附剂或催化剂载体用于烟气脱硫脱硝技术已取得了一定的成果,但由于其无明确的结构及组分的复杂性,对其进行脱硫脱硝机理的研究存在很大的困难。因此,选用微观结构明确的炭材料代替活性炭进行研究,为揭示炭材料的脱硫脱硝机理提供理论依据。石墨烯（Graphene, GP）作为一种单质碳,具有完美的六边形结构和单原子厚度,可以作为炭材料的模型用于深入研究炭材料对SO₂和NO吸附氧化机理。本文基于第一性原理,研究了石墨烯氧化物表面羟基和环氧基对SO₂和NO吸附、氧化的影响。研究考察了SO₂和NO在不同石墨烯氧化物上的吸附结构、吸附能及电荷转移,考察了SO₂和NO在不同石墨烯氧化物上的氧化路径及反应能垒,研究结果如下：1、石墨烯氧化物表面的羟基具有双重影响,不仅能够通过氢键作用促进SO₂的吸附,而且能够降低SO₂氧化反应的反应能垒,从0.21eV降低到0.12eV。基于Bader电荷,差分电荷和电子局域函数分析,发现石墨烯氧化物上羟基、环氧基与S0₂分子之间存在一个电荷通道,通过其能够对环氧基进行预活化,从而促进SO₂的氧化。2、石墨烯氧化物表面的羟基能够促进NO的吸附,这种促进作用是由于NO分子中N原子与石墨烯氧化物表面形成的N-C弱共价键引起的。由于NO分子独特的电子结构,即最高占据轨道部分填充,使得NO易得失电子,容易被石墨烯氧化物表面的环氧基氧化,氧化能垒只有0.01 eV,这为炭基材料能在低温条件下将NO催化氧化为N0₂提供了理论依据。研究还发现,羟基对NO的氧化反应没有重要影响。