在我国的能源生产消费体系中,煤炭资源在未来相当长时期内仍将占据主导地位,但燃煤电厂排放的NOx却是我国大气污染的重要污染物之一,使得国内急需解决煤炭资源的清洁与高效利用这一重要任务。新疆准东煤田是我国最大的整装煤田,但其属于高钠煤,在燃烧利用时的NOx排放特性仍未明确。因此,随着煤炭资源的大量消耗,实现准东高钠煤的清洁高效利用,对保障国家能源安全和环保需求具有十分重要的现实意义和战略意义。燃煤锅炉再燃区的过量空气系数小于1,具有较强的还原性,有利于NO还原反应的进行,其中主要包括NO在焦炭表面活性点位发生异相还原反应和在气相烟气中的NO均相反应过程。在高钠煤燃烧利用过程中,钠元素的存在与迁移对锅炉再燃区NO的异相还原反应存在催化作用,本文基于密度泛函理论,对其催化作用进行了机理研究分析。主要研究结果如下:（1）钠原子在焦炭结构表面的掺杂能够促进焦炭对NO分子的吸附作用,但不同表面结构所受影响的效果不同。选取了多种合理简化的焦炭结构模型为主要研究对象,分别计算了在焦炭结构上掺杂钠原子前后焦炭异相吸附NO分子的吸附能变化。含有活性位点的不饱和焦炭结构对NO分子的吸附为较强的化学吸附,NO在armchair和zigzag型焦炭表面稳定吸附的吸附能分别为-211.7 k J/mol和-564.6 k J/mol,掺杂钠原子后,吸附能分别提升至-303.6 k J/mol和-570.3 k J/mol。而NO分子在无活性位点的饱和焦炭结构表面的吸附为较弱的物理吸附,吸附能仅为-15.6 k J/mol,但在掺杂钠原子后,吸附能显著提升至-126.7 k J/mol,吸附行为由物理吸附转为了化学吸附。（2）钠原子对NO在由纯碳质结构组成的焦炭模型表面的异相还原反应存在催化作用。选取典型的armchair和zigzag型焦炭表面结构为研究对象,对比分析两种结构在钠原子掺杂前后异相还原反应路径的能量变化情况。Armchair型焦炭结构异相还原NO反应的最高能垒,在掺杂钠原子后由未掺杂时的164.54 k J/mol降低至掺杂后的117.20 k J/mol;zigzag型焦炭结构异相还原NO反应的总能垒,在掺杂钠原子后由未掺杂时的129.90 k J/mol降低至掺杂后的99.51 k J/mol。（3）在含吡啶氮的zigzag和armchair型含氮焦炭结构异相还原NO的反应中,碱金属钠原子同样能够起到催化作用。具体表现为,在armchair型含氮焦炭结构异相还原NO反应引入钠原子后反应的最高能垒,由掺杂前的55.38 k J/mol降低至掺杂后的40.10 k J/mol;在zigzag型含氮焦炭结构异相还原NO反应引入钠原子后反应的最高能垒,由掺杂前的216.49 k J/mol降低至掺杂后的184.28 k J/mol。（4）Armchair和zigzag型含吡啶氮的焦炭结构与纯碳质结构的焦炭结构对NO异相还原反应的特性存在差异。相较于armchair型焦炭结构,NO分子在zigzag型焦炭结构表面的异相还原反应更易发生;而相较于zigzag型含氮焦炭结构,NO分子在armchair型含氮焦炭结构表面的异相还原反应更易发生。