近年来,工业源颗粒物特别是细颗粒物所带来的大气污染问题越来越严重。为了使细颗粒物得到更有效地去除,在工业除尘过程中常常使用预处理技术促使细颗粒物粒径增大。异质凝并技术利用过饱和水汽增大颗粒粒径,已经被证实是一种富有应用前景的预处理技术。但是,对于表面疏水的颗粒来说,异质凝并效果通常较差。在水中加入表面活性剂可以有效改善颗粒的表面润湿性,促进异质凝并过程。表面活性剂种类繁多、分子结构各异,通过实验筛选合适表面活性剂的过程十分繁琐、困难。因此,有必要将宏观实验与分子模拟方法相结合,系统研究表面活性剂分子结构对粉尘表面润湿性的影响以及相关的微观机理,从而为表面活性剂的筛选、设计以及在工业除尘异质凝并中的应用提供理论支撑。本论文针对工业生产中常见的疏水性粉尘——SiO2-CH3,采用分子动力学模拟、量子力学模拟与实验相结合的研究方法,探究表面活性剂分子结构对粉尘润湿性的影响及相关机理。首先,分析了SiO2-CH3表面呈现疏水性的原因及机理;其次,通过对实验中粉尘去除效率以及微观形貌的分析,得出不同表面活性剂对SiO2-CH3粉尘润湿性的宏观改善效果;最后,对表面活性剂与粉尘以及表面活性剂与水之间的相互作用进行了模拟和分析,得出头基和尾链结构对表面活性剂改善粉尘润湿性的具体影响机制。本论文的主要研究结论如下:1.SiO2-CH3之所以呈现疏水性主要是由于表面的弱电性和非极性甲基基团导致其与水分子之间只有很弱的静电作用且不形成氢键。2.相较于十二烷基硫酸钠（SDS）来说,十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）和十二烷基磺丙基甜菜碱（SB12-3）能够更有效地改善SiO2-CH3粉尘的润湿性,且SB12-3的效果更好,主要原因是乙氧基降低了表面活性剂与粉尘的静电斥力,促进了表面活性剂与水的相互作用,而季铵基团使表面活性剂与粉尘的静电斥力转变为引力,对表面活性剂与水相互作用促进效果也更为明显。3.SDS对SiO2-CH3粉尘润湿性的改善效果优于辛基硫酸钠（SOS）和癸烷基硫酸钠（SDecS）,主要原因是较长的尾链使表面活性剂与粉尘的疏水作用增强。苯环的加入则使十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对SiO2-CH3粉尘润湿性的改善效果明显优于SDS,主要原因是苯环不仅增强了表面活性剂与粉尘的疏水作用,表面活性剂与水的相互作用也得到了明显促进。4.对于疏水性粉尘,头基与粉尘表面电性相反,尾链具有合适长度且带有苯环,同时对水分子具有较强吸附能力的表面活性剂可能具有较好的润湿性改善效果。