吸附剂喷入、催化氧化等方法已被应用于烟气中汞的控制。但是,由于这些方法具有成本高、易产生二次污染以及吸附剂无法循环利用的缺点,寻求更经济有效的汞脱除方法成为目前的研究热点。(Fe_3-xMn_x)_1-δO₄是一种具有良好应用前景的Hg⁰吸附材料。利用Mn-Fe尖晶石催化剂的低温氧化作用,在湿式除尘器Wet Electrostatic Precipitator（WESP）前注入Mn-Fe尖晶石,可用于汞和二氧化硫的同时脱除。然而,先前的研究中对Mn掺杂Fe₃O₄（111）表面脱汞的机理研究鲜有报道,而机理研究对催化剂的改性同样重要。基于上述背景,本文采用密度泛函理论（DFT）来研究Fe₃O₄（111）表面和Mn掺杂Fe₃O₄（111）表面的分子相互作用机制。通过不同的吸附位点、吸附能、Mulliken电荷、电荷转移和态密度来揭示Hg⁰、HgCl和HgCl₂在Fe₃O₄（111）表面和Mn掺杂的Fe₃O₄（111）表面上的反应机理。论文首先开展了不同形态的汞在Fe₃O₄（111）表面吸附的研究,获得了Hg⁰、HgCl和HgCl₂在Fe₃O₄（111）表面的吸附规律。量子化学计算结果表明,Hg⁰在Fe₃O₄（111）表面主要为物理吸附,吸附能约为-30 k J/mol。HgCl与HgCl₂主要通过在Fe₃O₄（111）表面完全解离为单个的Cl和Hg后被分别吸附在表面的Fe上,整个吸附过程为放热过程。其吸附能分别为-316.9和-306.7 k J/mol。新的Fe键的形成很可能导致了HgCl和HgCl₂在Fe₃O₄（111）表面产生高数值吸附能。其次论文开展了不同形态的汞在Mn/Fe₃O₄（111）表面吸附的研究,获得了Hg⁰、HgCl和HgCl₂在Mn/Fe₃O₄（111）表面的吸附规律。量子化学计算结果表明,在Mn/Fe₃O₄（111）表面为物理吸附和弱化学吸附,吸附能为-42.4 k J/mol。Hg⁰在Mn/Fe₃O₄（111）表面潜在氧化反应途径中的两个能垒分别为262.4 k J/mol和306.8k J/mol。HgCl与HgCl₂分子中的Hg-Cl键被延长后,HgCl与HgCl₂在Fe₃O₄（111）表面和Mn/Fe₃O₄（111）表面完全解离为单个的Cl和Hg。解离后Cl和Hg被分别吸附在表面的过渡金属位点上,整个吸附过程为放热过程。HgCl与HgCl₂在Mn/Fe₃O₄（111）表面发生了强化学吸附行为,其吸附能分别为-363.1和-371.2k J/mol。新的Cl-Mn/Fe键的形成很可能导致了HgCl和HgCl₂在Fe₃O₄（111）表面和Mn/Fe₃O₄（111）表面产生高数值吸附能。此外,为了揭示燃煤烟气中HCl成分对Hg⁰脱除的影响,论文开展了对燃煤烟气中HCl与Hg⁰在Mn/Fe₃O₄（111）表面的吸附模拟计算。结果显示,HCl在Mn/Fe₃O₄（111）表面时,不会对Hg⁰的吸附产生抑制作用。HCl和Hg⁰共同存在于该表面时的吸附为强化学吸附,其反应途径遵循Langmuir-Hinshelwood途径。本论文揭示了Hg⁰、HgCl和HgCl₂在Mn/Fe₃O₄（111）表面的吸附机理,对后续Mn-Fe尖晶石的应用奠定理论基础以及对指导吸附剂改性具有重要意义。