本书共六章，主要内容包括：绪论、黏土矿物分子结构和电子性质（以高岭石、蒙脱石为例）、黏土矿物内部掺杂机制（以高岭石、蒙脱石为例）、黏土矿物表面的吸附特性（以高岭石为例）、杂质成分对黏土矿物表面吸附性质的影响（以高岭石为例）、结语。本书采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法，利用基于量子力学的第一性原理计算方法，从原子尺度对黏土矿物主要成分高岭石和蒙脱石的原子和电子结构、不同种类杂质存在于黏土矿物结构的微观机制，和对多种小分子和重金属原子吸附行为进行了较为系统和深入的研究，揭示了黏土矿物的电子性质、掺杂机制和吸附特性的微观机理。书中内容为深入认识和理解黏土矿物物理化学性质提供了理论基础和支持。