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二噁英是一种化学性质稳定,剧毒性物质,污染土壤与水源并在环境中不易降解,通过食物链富集方式严重威胁到动植物及人类的健康。在现有垃圾焚烧条件下部分垃圾不能完全燃烧,生成一定量小分子烷烃物质,在高温催化氧化条件下经复杂的物化反应生成二噁英前驱物,并最终生成二噁英。二噁英的形成机理及其控制手段一直是研究的热点,但受实验设备及检测分析手段的限制,现在针对二噁英主要研究其毒性、空间分布等,因此通过其他方式研究二噁英的形成机理及其控制十分必要。本文利用量子化学的研究方法基于密度泛函理论在B3LYP/6-311+G（d,p）水平下研究了以小分子脂肪烃C2H2x（x=13）为前驱物的二噁英气相反应机理,获得4种氯代苯氧自由基,22条反应路径与17种PCDD/Fs产物,探究了二噁英形成过程中中间体及过渡态的分子结构。对基元反应做出热力学及动力学分析。基于变分过渡态理论计算相关化学反应速率常数,拟合得到各基元反应3001300K温度范围内的指前因子、活化能等参数。研究了纯活性炭及含氧官能团羟基、羧基改性活性炭对四种PCDD/Fs吸附特性的影响,共得到32种吸附构型。研究结果表明:（1）由CxH2x（x=13）形成氯代苯氧自由基过程中,环化及分子内消H反应均需跨越很高的势垒,在常规自然环境中可能较难反应;OH自由基进攻氯苯比氧气直接氧化还原氯苯生成氯酚更加容易进行。（2）氯原子的取代位置与取代数量对基元反应势垒及反应热有很大影响,电子效应和空间位阻效应对PCDDs的形成机理也有显著的影响,邻位Cl取代能提高芳香烃环H的抽取势垒,增加邻位OH反应势垒,降低分子反应活性。分子内H消去反应是PCDDs的决速步;环闭合反应是形成PCDFs的决速步。（3）活性炭对二噁英有较强的吸附能力且均为化学吸附,羟基及羧基含氧官能团改性之后的活性炭表面的静电势及平均局部离子化能均发生改变,静电势分布广度扩大,负静电势极值更小。不同表面官能团对活性炭吸附能力影响有差异,羧基改性的活性炭总体而言比羟基改性活性炭对PCDD/Fs吸附更加稳定,吸附性更强。（4）同种二噁英分子吸附能大小与吸附构型有关,不同分子吸附能与分子内氧、氯原子数量有关,计算发现表面氧、氯原子数越多吸附能越大;相同活性炭表面PCDDs吸附能大于PCDFs;PCDD/Fs在活性炭表面的吸附存在竞争吸附关系。本文的研究结果可以为环境监督与风险决策分析数学模型建立过程提供重要的理论参数,同时为实验手段研究活性炭对二噁英的吸附提供方向性理论指导。