氢能作为最具发展潜力的新能源之一,具有能量密度大、使用零排放的特点,已成为能源转型的核心支柱应用在燃料电池、发电等领域。与此同时,氢气（H2）是一种无色无味的易燃性气体,H2泄漏引发的安全问题受到高度重视,因此,对高性能、低功耗H2传感器的需求十分迫切。二氧化锡（Sn O2）具有良好的热稳定性和导电性,在H2传感领域有着广泛的应用前景,但是目前基于Sn O2体材料的H2传感器仍然存在工作温度高、低温下灵敏度低的问题。低维Sn O2胶体纳米线具有比表面积大、活性高、可室温成膜等特点,是制备高灵敏、低功耗H2传感器较为理想的材料。首先,本文以半导体金属氧化物气敏机理模型为基础,结合基于密度泛函理论的第一性原理计算,利用Materials Studio软件进行建模,使用VASP软件包计算分析了H2分子在Sn O2表面的吸附过程。基于上述模型,通过溶剂热法制备了直径约为2 nm的Sn O2纳米线,在室温下将其滴涂在陶瓷基底上成膜,再通过350 oC的原位退火工艺完成H2传感器的制备。退火过程不但构筑了具有疏松多孔纳米网络形貌的Sn O2,而且去除了包裹在Sn O2纳米线表面的长链有机配体,进而有效地改善了Sn O2的比表面积和电子输运能力。制备得到的Sn O2纳米线H2传感器在250 oC下对40 ppm H2的响应值达到了13,且具有较快的响应和恢复时间,分别为13 s和15 s。为了进一步提升传感器性能,结合钯（Pd）金属对H2独特的催化活性,本文继续通过优化建模重点分析了H2分子在Pd掺杂Sn O2（110）晶面的表面吸附行为。相比纯Sn O2,Pd掺杂Sn O2模型对H2的吸附能更高,Bader电荷转移数量是原始Sn O2的十倍,H2作为类施主表面态吸附在Sn O2表面将产生显著的n型掺杂行为。依据理论计算结果,结合Sn O2纳米线物化特性灵活可调的优势,制备了Pd掺杂的Sn O2纳米线H2传感器。实验结果表明,Pd掺杂后传感器的工作温度从250 oC降低至150 oC,响应和恢复时间缩短至6 s和3 s。本文从理论计算角度揭示了Pd掺杂对Sn O2氢敏特性的增敏机理,为氢敏材料合成及其传感器设计、制备提供了理论指导。