本文利用量子化学计算方法,在分子结构水平上研究了硫脲的氧化反应机理,以及硫脲氧化物在水中降解情况。用Gaussian软件计算和模拟了硫脲降解过程及相应簇合物的性质。同时,本文研究了相关体系氧化降解机理、反应热力学、反应动力学性质以及溶剂化作用等。(1)考察了硫脲与过氧化氢在气相中的反应,设计并计算了几条不同的反应路径和相关反应过渡态,用势能面扫描(PES)和内禀反应坐标(IRC)方法进行了验证。通过分析反应势能曲线,找到了最佳的反应路径。(2)分别考察了硫脲在过氧化氢与水分子协同体系、过氧化氢与氢氧根阴离子协同体系下的反应。结果表明,与气相反应相比,在协同作用下,硫脲氧化反应活化能和反应焓降低了,反应更容易进行。(3)研究了一氧化硫脲与水分子的作用,发现随着水分子数增多,一氧化硫脲中C-S键键长会增加,表明体系中的氢键作用和溶剂化效应会削弱C-S键强度。当水分子数目增加到6时,簇合物VI发生了质子转移。最后,当水分子数目增加到7时,簇合物VII中C-S键发生了断裂,说明在水分子作用下,一氧化硫脲发生了降解。(4)对二氧化硫脲与水分子间的作用进行了研究,用PCM模型研究了体系溶剂化作用,发现两者有很好的相容性。同时,水分子数增多拉伸了二氧化硫脲中C-S键键长,说明水分子会逐渐削弱C-S键并最终导致其断裂,使二氧化硫脲降解。