二次有机气溶胶（Secondary organic aerosol,SOA）作为大气颗粒物的重要组成成分,对空气质量、大气能见度及人体健康均产生不良影响。乙二醛（Glyoxal,GL）是大气中生物源及人为源挥发性有机化合物（Volatile organic compounds,VOCs）光氧化反应的重要产物,其产量预计是45 Tg yr^-1。GL的大气化学反应对全球SOA的贡献量达2.6 Tg C yr^-1,是形成SOA的重要前体物。液相化学是GL形成SOA的重要反应途径,而气溶胶界面对GL形成SOA的反应机制具有重要影响。然而目前关于气溶胶对GL的远距离吸引机制及GL在气溶胶界面上的反应机制还有很多的不确定性。因此,本论文结合经典分子动力学（Molecular dynamics,MD）模拟及量子化学（Quantum chemistry,QC）计算方法,探讨GL从气相到气溶胶相的热动力学过程,揭示气溶胶对GL的远距离吸引机制,明晰GL在气溶胶内部的水合反应机理,并进一步阐明GL在气溶胶界面上的低聚反应机制,最终评估GL气溶胶界面化学对SOA形成的影响。本论文主要研究结果如下:（1）经典MD模拟表明,气相GL远距离吸引过程中,其在界面处最稳定,且GL的羰基O原子优先进入气溶胶界面,说明气溶胶界面可为GL的大气化学反应提供稳定场所。同时气溶胶吸附和累积GL的能力随气溶胶酸性的增加而增强,这有利于GL水合反应在酸性气溶胶界面有效进行。当GL进入酸性气溶胶内部后,与中性气溶胶GL的直接水合反应及水参与的间接水合反应相比,酸性气溶胶内部GL的水合反应能垒明显降低,同时反应速率分别提升23和10个数量级,间接促进了GL在酸性气溶胶界面的吸附。这将有助于GL在酸性气溶胶界面形成低聚物。（2）QC计算发现,GL进入气溶胶界面后的直接水合反应的能垒高达39.9kcal mol^-1且仅放热0.1 kcal mol^-1,其速率常数值为9.7×10^-14 M^-1 s^-1;而GL质子化反应不仅是无能垒反应且反应热高达-96.9 kcal mol^-1,对应的速率常数值为1.5×10¹⁰ M^-1 s^-1,这说明气溶胶界面有利于GL的质子化反应。GL质子化反应产生的阳离子中间体经水合及脱质子反应产生二醇（Diol,DL）及四醇（Tetrol,TL）。随后,DL和TL经质子化及脱水反应产生缺电子的一代碳正离子(1^st-CB_s)。1^st-CB_s带正电荷的C原子与DL及TL上的羟基O原子发生亲核反应,继而经水合及脱质子反应形成醇类二聚体,整个过程均为无能垒的放热反应。相似的,醇类二聚体形成的二代碳正离子(2^nd-CB_s)进一步和DL/TL发生亲核反应、水合和脱质子化反应形成醇类三聚体。因此,不断产生的n代碳正离子和DL/TL反应可在气溶胶界面有效地生成多聚体。我们的研究表明,气溶胶界面对GL具有远距离吸引作用,有利于GL停留在气溶胶界面,并有效的进行聚合反应生成多聚体。因此,在评估SOA形成的影响时,需要考虑气溶胶远距离吸引过程及界面化学对GL反应机制的影响。本论文提出的GL在气溶胶界面的低聚反应机制有助于大气中SOA的快速形成,为将来研究其它羰基化合物在气溶胶界面上的反应机制提供了思路。