活性炭具有成本低廉、原料易得、操作流程简单、可循环利用等优点，被广泛应用于污染物脱除以及环境污染防治等领域。环境污染问题中，空气污染问题最为严峻，同时也是与人类生产生活联系最为紧密的问题，而SO2则是危害最大的污染物之一。本研究利用化学手段对活性炭进行改性，并通过构建活性碳分子结构模型，从微观层面阐释吸附质与吸附剂的关系，为深入探索活性炭的脱硫机理提供了新的思路。目前的活性炭模型将较大的精力放在了活性炭形貌的还原，而忽略了化学以及物理特性的还原，因此应用于活性炭吸附的模拟研究也具有一定的局限性。本论文基于X射线光电子能谱扫描、元素分析以及BET孔径分析，构建了多孔活性炭分子结构模型。利用Perl脚本编程实现官能团的编辑以及含氮官能团的添加。在此基础上，从微观层面阐释了SO2在石墨微晶层表面的吸附位置和吸附状态，在孔径结构中的迁移规律。
　　首先在不同温度下(450℃和950℃)下，对两种活性炭(煤基活性炭和椰壳基活性炭)进行改性，然后利用X射线光电子能谱、元素分析以及BET氮气等温吸附脱附对改性前后的活性炭物化特性进行表征。尿素的活化作用对于活性炭的孔隙结构形成没有产生很明显的影响。尿素活化能够有效增加活性炭表面的含氮量。活化后椰壳基活性炭表面吡啶氮含量比例上升。由于煤基活性炭中含氧量较高，导致氧化的含氮官能团含量较高(如氧化吡啶氮及氧化吡咯氮)。450℃比950℃更有利于尿素在活性炭表面增加含氮官能团含量。相比于950℃的活化温度，450℃时活性炭表面氮元素含量上升较多(1.32％)。同质活性炭经过相同温度处理后，尿素活化组的脱硫能力要高于未经尿素活化的活性炭。在吸附实验中表现最好的是450℃下经尿素活化的椰壳基活性炭。
　　结合实验阶段的X射线光电子能谱扫描以及BET和NLDFT计算结果，重建了活性碳分子结构模型后，对其进行SO2的模拟吸附。考察了SO2在活性炭表面的吸附位点和吸附状态。掺氮的模拟椰壳基活性炭的二氧化硫饱和吸附量为0.204mg/g，高于未掺氮的活性炭(0.2mg/g)，同样的模拟煤基活性炭掺氮后饱和吸附量由0.223mg/g提升至0.226mg/g。单个二氧化硫分子在模拟椰壳基活性炭表面的吸附能约为-69.25kJ/mol，平均吸附距离约为3.81(A);在模拟煤基活性炭表面的吸附能约为-72kJ/mol，活化后的平均吸附距离由3.95(A)减少至3.75(A)。凹凸不平的石墨微晶层表面以及石墨微晶层的边缘易于为二氧化硫分子提供最佳吸附位点。二氧化硫分子更倾向吸附于孔径在15(A)附近的孔隙结构。