伴随着经济的高速发展和工业化的进步,环境中的有机污染物危害已经越来越成为人们关注的问题。多孔石墨烯（PG）是一类具有纳米级空隙、合适的能带带隙以及石墨烯固有属性的碳材料,因而其在吸附和光催化降解污染物方面具有巨大的潜力。普鲁士蓝类似物（PBAs）是一类具有组成可控、比表面积大的多孔配位聚合物,在催化、吸附以及气体储存等方面应用广泛。本论文旨在选取以PG和PBAs为研究对象,以理论化学计算手段研究改性的PG吸附和光催化降解挥发性有机污染物（VOCs）以及PBAs催化氧化降解水中有机物双酚A。主要的研究内容和结果如下:（1）以金属铝对PG单层材料进行修饰,系统研究了PG和金属铝修饰的多孔石墨烯（Al-PG）对含氧挥发性有机物（OVOCs）的吸附及其吸附机理。结果表明,PG材料对OVOCs分子具有良好的吸附性能。然而,Al-PG材料对含羰基挥发性有机物（CVOCs）的吸附能相比于PG提高了近2倍,但其他OVOCs在铝修饰前后变化不大。通过电子结构进一步分析（包括PDOS、电子密度分布和Mulliken电荷分布）,我们发现羰基基团可以通过C-Al键的形成来吸引铝原子,从而使CVOCs与Al-PG基底在吸附过程中发生键合,同时也大大加强了CVOCs的吸附。本工作为选择性去除VOCs提供了一种有潜力的吸附剂,并为高性能VOCs吸附剂的设计提供了理论指导。（2）以非金属硫对PG单层材料进行掺杂,分别从掺硫多孔石墨烯（S-doped PG）的几何电子特性（包括能带结构、PDOS和HOMO-LUMO轨道）,能带带边位置,对O₂、H₂O和VOCs的吸附以及光学吸收谱几个方面对其光催化降解VOCs进行了探讨。结果表明硫的掺杂可以使PG材料能带带隙显著降低、产生更多的自由电子和利于光生电荷分离。S-doped PG相比于PG对O₂的吸附能具有显著的提高而对H₂O的吸附能却有微弱降低,这说明其提高了产生超氧自由基的能力且降低了产生羟基自由基的能力,与S-doped PG能带带边位置相一致,即S-doped PG具有产生超氧自由基的带边位置而没有产生羟基自由基的带边位置。此外,S-doped PG还具有对VOCs良好的吸附性能及可见光响应。这些结果均表明了S-doped PG对降解典型VOCs具有良好的光催化活性。（3）在仅改变合成温度合成不同形貌的Fe-Co PBAs催化剂用于芬顿反应活化H₂O₂降解双酚A的实验研究基础上,我们从理论化学的角度计算了Fe-Co PBAs不同温度主要暴露晶面的表面能以及高活性的（100）和（111）面吸附H₂O₂的吸附能和其电子转移情况。结果发现Fe-Co PBAs不同温度主要暴露晶面的表面能关系为（100）>（111）>（110）,这说明随着合成温度的升高,表面能较高的晶体表面逐渐形成。此外,吸附H₂O₂的（100）晶面上由于已经存在分离的羟基基团,故更容易以较弱的吸附能从表面解离,进而说明H₂O₂吸附在（100）晶面上的活性更高。这些均很好地验证了实验上的Fe-Co PBAs随合成温度变化的生长行为以及晶面对其催化活性的影响,为理论解释有机污染物降解的实验现象提供了思路。