氙、氪在工业、医疗、生活以及科研中都有非常广泛的应用。其制备主要来源于空气的液化分离。然而，由于两者化学性质极为相似，要将它们的混合气进行有效的分离具有很大的难度。目前，常用的分离方法以固体吸附法为主，如若能弄清氙、氪与固体表面的作用原理，那么在选择吸附基质时必定会取得事半功倍的成效。实验上主要从散射和光谱学的角度来研究气体与固体表面的相互作用，但实际操作中存在着一定的难度和局限性。理论计算方法从理论角度出发，为揭示氙、氪与固体表面之间吸附作用的本质提供了一种新的研究手段和思路。氙、氪在固体表面上的吸附一直以来都是研究弱相互作用的理想模型。然而，此类吸附的基底多选用金属或金属氧化物表面，非金属表面使用得较少。石墨烯以其独特的结构及性能吸引着国内外研究学者对其进行各种过渡金属的修饰以及掺杂。研究结果发现，此类表面具有很高的气体敏感性与催化活性。本课题利用团簇模型，结合高精度的从头算MP2以及密度泛函方法M06-2x计算方法来研究氙、氪与石墨烯表面及过渡金属修饰的石墨烯表面的作用本质。研究结果如下：（1）MP2及M06-2x计算结果均显示，氙、氪在石墨烯表面上的吸附属于物理吸附，且吸附具有一定的规律性，即三个位点吸附能的大小顺序为Hollow>Bridge> Top，且吸附能越大，对应的平衡吸附距离越小。氙与石墨烯表面的相互作用强于氪与石墨烯表面的相互作用。其中，MP2/AVTZ的计算结果与实验值十分相符。（2）MP2及M06-2x计算结果均显示，氙、氪在金属修饰的石墨烯表面更易吸附于Bridge位点，且Bridge位点与Top位点的吸附能非常接近。氙、氪与金属修饰的石墨烯表面的相互作用强于其与纯净石墨烯表面及金属表面的相互作用，金属的参与拉大了氙、氪与石墨烯表面的作用能之差。可见，金属的修饰增强了石墨烯对氙、氪的敏感性以及选择性。（3）在M06-2x/ARD水平下对吸附能作NEDA分析，将其分解为静电能、电荷迁移能、极化能、交换相关能以及形变能五个部分。结果显示，极化作用在氙、氪与金属修饰的石墨烯表面的相互作用中占主导作用，且氙、氪在Bridge位点吸附时，电荷迁移能对总能量的贡献也非常大。