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甲硝唑是一种污染严重的抗生素，酸性条件下零价铁颗粒可以有效的将其降解。本论文应用高斯软件，采用密度泛函的理论(Density Functional Theory，DFT)，对酸性条件下零价铁降解甲硝唑机理进行了研究。实验研究表明，该反应是分步进行的，本文在此基础上提出反应机理，甲硝唑上的硝基被氢原子逐步还原，经过亚硝基，羟基胺等中间产物，最后转化为氨基。基于Fe原子核外电子排布的特殊性，本文分别进行了单重态，三重态和五重态条件下，反应机理的计算，并比较了不同多重态对反应能垒的影响。用水作溶剂，计算了溶剂效应的影响。本论文的主要贡献如下:
1)建立了一个研究酸性条件下零价铁还原反应的简单模型，并提出了硝基还原成氨基的反应机理，为研究同类反应打下了基础;
2)计算了该模型下单重态与三重态的反应机理，计算结果预测该反应应该在三重态上进行;
3)计算结果预测该反应在溶液中更不容易发生;
4)计算结果预测第二步还原反应得到的亚硝基中间体比较稳定，该中间体的还原反应是该反应的决速步，与实验中能够检测到该中间体一致。