类石墨烯二维过渡金属二硫属化物由于独特的电学,光学等性能而备受关注。尤其是超高的比表面积和机械稳定性使其在化学传感和催化应用有较大的潜能。本文基于采用密度泛函理论,对一系列二维层状的金属硫属化物MoS2,MoSe2,WS2进行表面掺杂,设置空缺等修饰后,探究其吸附气体小分子的效果。并对各吸附体系的几何构型,电子转移,电子结构等作用机理进行了深入的探讨,主要内容如下:一:对比纯净相及B,P和Cl单独掺杂的单层MoS2吸附NO气体的理论研究。研究发现:纯净MoS2对NO分子仅是物理吸附,而掺杂后的MoS2吸附能都有所提高。尤其以B掺杂的吸附最强,且带隙变化明显,但B-MoS2与NO以化学键牢固结合,不易使气体脱附;而Cl掺杂MoS2对NO的吸附不够灵敏,能带结构产生微弱的影响,电子转移量较少。P掺杂体系对NO则是相对适中的对化学吸附,吸附前后带隙产生了显著改变,极大提升了导电性。因此P相对B和Cl更适合掺杂MoS2,从而用于NO气体的探测。二:探究了纯净相及Si和Fe分别掺杂的单层MoSe2表面对NH3分子的理论吸附,研究表明:纯净相对NH3分子只是微弱的物理吸附;Fe掺杂在夹层的Mo位,吸附时对NH3分子产生的直接影响较弱,吸附能偏小且带隙变化不明显。而Fe掺杂在表面Se位能够直接吸附NH3,吸附能也有较大改善,然而吸附前后对能带产生的影响不大;Si掺杂的MoSe2与NH3分子以化学键相结合,吸附能增大。NH3分子将电子转移给底物,使能带的带隙产生明显变化。因此Si掺杂比Fe掺杂更有利于增强MoSe2吸附NH3分子的敏感性。三:理论模拟了纯净相及产生W和S空缺的WS2体系对N02分子的吸附行为。结果表明:夹层位置的钨空缺结构不利于N02的吸附;纯净WS2的吸附能力极弱,几乎无催化活性。而硫空缺结构由于暴露出更多表面活性位,催化N02的分解效果较好。单硫空缺位强烈吸引N02上的O,致使N02断键,NO游离在上方;二硫空缺体系同样催化N02分解为O和NO,同时NO(N端)也吸附在硫空缺位,NO键长拉长,有利于O的进一步脱附。吸附质从底物上得到电子,对硫空缺体系能带产生不同影响。S空缺浓度不同,催化N02分解的效果也不同。