本论文采用密度泛函理论（DFT）研究了甲苯-OH加合物与O₂在大气中的反应机理，并用过渡态理论（TST）对其进行了动力学研究。主要内容包括：1.甲苯-OH加合物与O₂的反应机理和动力学研究采用DFT方法分别研究甲苯-OH加合物与O₂发生加成反应生成过氧自由基和脱氢反应生成甲基苯酚、HO₂自由基的反应机理，对所有驻点（反应物、反应复合物、过渡态及产物）的构型、能量和振动频率进行了计算。采用TST理论/隧道效应Eckart方法计算了在200-360K温度范围内各反应路径的速率常数，并且计算得到了各反应路径的分支比。本位加合物（PI）、对位加合物（PP）与O₂加成分别有4条反应通道，邻位加合物（PO）、间位加合物（PM）与O₂加成分别有6条反应通道。PI与O₂的反应只存在加成反应，生成过氧自由基；PO与O₂的反应中，脱氢反应速率常数明显高于加成反应速率常数，主要发生脱氢反应，生成邻甲基苯酚o-cresol；PP与O₂反应过程中，加成反应速率常数明显高于脱氢反应速率常数，主要发生加成反应生成过氧自由基；PM与O₂反应过程中，加成反应和脱氢反应速率常数在同一个数量级，生成过氧自由基和间甲基苯酚m-cresol是竞争反应。总反应速率常数的计算结果(5.41×10^-16cm³molecule^-1s^-1)与实验值(6.0×10^-16cm³molecule^-1s^-1)能很好的吻合。在200-360K温度范围内，加成反应的分支比为71.23⁹5.64%，脱氢反应的分支比仅为4.42²8.91%，加成反应为主要反应。PP和PM与O₂加成是最主要的加成反应，分别占总加成反应的62.64⁹8.50%和1.42³2.31%，为主反应通道。PI和PO与O₂加成仅占总加成反应的0.0⁰.16%、0.08⁴.89%。2.甲苯-OH-O₂过氧自由基的异构化反应机理研究采用量子化学方法在B3LYP/6-311++G（d,p）水平下对甲苯-OH-O₂过氧自由基的异构化反应路径上所有驻点的构型、能量和频率进行了计算，得到了成环产物和开环产物的构型，并确定了主要的成环反应通道，分别是PP3-cis→bp35-cis、PM2-cis→bm24-cis、PI2-cis→bi26-cis、PO1-cis→bo13-cis和PO3-cis→bo31-cis共5条主要的成环反应通道。这5条反应通道均是自发进行的放热反应，有更快的反应速率。其他成环反应通道在热力学上是不能自发进行的吸热反应。所有成环产物中也只有这5条反应通道生成的产物是相对较为稳定，分别是bp35-cis、bm24-cis、bi26-cis、bo13-cis和bo31-cis。在所有甲苯-OH-O₂过氧自由基的异构化反应中，PP3-cis、PM2-cis、PI2-cis、PO1-cis、PO1-trans、PO3-cis的成环反应优先进行，其次是开环反应；PM2-trans、PM4-cis、PM4-trans的异构化反应中开环反应优先进行；PP3-trans和PI2-trans的成环反应和开环反应是竞争反应；PP1-cis、PP1-trans、PM6-cis、PM6-trans、PI4-cis、PI4-trans、PO5-cis和PO5-trans只能发生成环反应，且活化能较高，反应难以进行。本论文采用理论方法研究了甲苯-OH加合物在大气中与O₂反应的机理，确定了主要的反应通道，以及生成的过氧自由基的后续反应的主要反应通道和产物，为进一步研究甲苯-OH加合物在大气中氧化降解的详细反应机理及其产生二次有机气溶胶对环境产生的影响提供了必要、可靠的理论依据。