燃煤电站每年向环境中排放大量的粉尘、NOx、SOx、等污染物并且烟气中Hg、As、Pb等痕量元素的排放也一直被当做环境中重金属的主要来源。当前燃煤电站痕量元素污染物的主要脱除技术和设备有活性炭注射技术、选择性催化还原设备、静电除尘设备和布袋除尘设备。然而这些技术和设备的使用成本较高且对痕量元素的脱除效率也相对较低,因此研究一种价格低且脱除效率高的材料将对燃煤电站痕量元素污染物的脱除具有重要意义。飞灰是煤粉燃烧过后产生的工业废弃物,其主要成分包括未燃尽碳和众多金属元素。飞灰中含有的未燃尽碳拥有与活性炭相似的碳质结构并且被认为是一种廉价且高效吸附剂。尽管已有一些研究分析了其表面的吸附机理但是对于未燃尽碳吸附痕量元素过程中的内部机制依然尚不了解,并且当前的理论研究中缺少缺陷结构对未燃尽碳自身结构和吸附性能的影响与分析。因此本文基于锯齿型（Zigzag）和扶手型（Armchair）碳质模型建立了12种缺陷未燃尽碳模型,并通过原子偶极矩校正的Hirshfeld布居（ADCH）电荷分析、电子定域化函数图（ELF）、密度变形图以及静电势分布图（ESP）对12种缺陷未燃尽碳结构进行了结构分析。对As2O3、PbCl2分子进行了电子密度差分图、静电势分布、态密度图（DOS）以及电子定域化函数分析;对Hg0、As2O3、PbCl2在12种缺陷未燃尽碳模型上的吸附做了系统研究,分别得到18、12、12种稳定吸附构型。最后,利用吸附能、吸附键长、电子密度等参数比较了Hg0、As2O3、PbCl2在完整Zigzag和Armchair模型上的区别,进一步理解了当中的吸附机理。研究表明Zigzag和Armchair型缺陷未燃尽碳模型中活性位点附近的电子密度明显增加,在Armchair型缺陷模型的电子定域化函数图中,活性位点处的电子定域化强度也得到了显著增强。因此缺陷的出现使得未燃尽碳模型中活性位点的活性得到增强。ADCH电荷分析结果表明Zigzag型缺陷模型中位点的非金属性变强而Armchair型缺陷模型中位点的金属性有所增强。Hg0以化学吸附和物理吸附的形式存在于缺陷未燃尽碳模型,其中在缺陷位上的Hg0以化学吸附的形式富集在未燃尽碳表面,这表明缺陷位才是Hg0在未燃尽碳结构上的真正吸附位点。电子密度差分图表征了C-Hg之间通过电子的大量转移使得Hg0能够稳定吸附在缺陷位上。内酯（-COO）、羧基（-OH）、羰基（-CO）、以及半醌（-O）官能团的存在没有加强缺陷结构对Hg0的吸附。此外半醌官能团中的氧原子充当了活性位点与Hg0成键。缺陷结构提高了As2O3在未燃尽碳模型上的富集能力,其中Armchair型未燃尽碳模型对As2O3富集能力的提升更加明显。Mayer键级分析表明吸附体系的吸附能与吸附剂和吸附物之间的成键强度呈正相关。PbCl2在缺陷未燃尽碳结构中以解离吸附形式存在并且Armchair型缺陷模型对PbCl2在未燃尽碳表面的富集有更加明显的提升。