燃煤电站污染物治理引起了全球范围内的广泛关注，实现燃煤电站烟气净化的关键是实现烟气中二氧化硫、氮氧化物、汞、以及诸痕量元素污染物的高效脱除。目前燃煤电厂使用的空气污染控制设备由选择性催化还原设备、活性炭喷射设备、湿法脱硫设备、电除尘或布袋除尘设备构成。现有设备虽然已经可以有效控制电厂烟气中相关污染物的排放，但是其依旧存在占地面积大、烟风系统阻力强、活性炭脱汞吸附剂价格高、SCR脱硝设备所用NH3毒性强等缺点。
　　电厂烟气中的污染物主要包括SO2、SO3、NO、NO2、N2O、Hg0、Hg2+(氧化态汞)、Hgp(颗粒汞)、以及铅类、砷类等痕量元素。本文基于目前较为热点的NO和Hg0联合催化氧化技术，探索掺氮石墨烯基双金属位点催化剂(Fe,Co)/N-GN进行NO和Hg0双效氧化脱除的机理。联合催化氧化的意义在于转化后产物具有高水溶性，利于实现将SO2、SO3、NO2、Hg2+等易溶气体在脱硫浆液中一体脱除。此外，烟道中的未燃尽炭对氧化态汞的吸附效果远远强于零价汞，因此污染物联合脱除过程中，Hg0催化氧化将同时通过烟道飞灰吸附以及脱硫浆液吸收两个环节强化脱汞效率。
　　本文构建了(Fe,Co)/N-GN催化剂模型，利用密度泛函理论(DFT)计算了NO分子在催化剂表面和氧气发生氧化反应时的化学反应能垒，结果发现该氧化反应的化学反应能垒仅为0.17eV，从而说明该催化剂拥有非常强的NO转化潜力，但是同时NO2生成后的脱附能垒达到了1.50eV,这说明虽然NO氧化可以在室温下正常进行，但是由于存在较高的脱附能垒，(Fe,Co)/N-GN催化剂需要布置在温度较高的烟气段。同时，本文计算了Hg0在(Fe,Co)/N-GN催化剂表面和氧气分子发生氧化反应的化学反应能垒，结果发现氧化反应能垒超过了4eV。虽然该反应能垒较高，但是相比于传统的钒基SCR催化剂，其催化氧化元素汞的化学反应能垒降低了1eV左右。进一步的，为了实现电厂烟气污染物的一体化脱除，讨论了(Fe,Co)/N-GN材料作为吸附剂吸附SO3、铅类(包括Pb0、PbCl2和PbO)、砷类(主要研究As2O3)五种有害气体的吸附特性，并系统讨论了轨道杂化和电子转移在相关吸附过程中的作用，结果发现烟气中的铅类污染物的形态决定了上述污染物的吸附顺序，而轨道杂化和电子转移的重要性在不同气体吸附中不同。