TiO2纳米管(TiO2NT)表面沉积贵金属,不但能促进光生电子-空穴对的分离,而且可以改变TiO2NT的能带结构,有利于其吸收低能量光子,增强其对太阳光的利用。本文利用第一性原理的方法研究了由锐钛矿相Ti02[101]面构建的TiO2NT,以及将铜、银、金这三种贵金属团簇吸附于TiO2NT表面后的模型Mn/TiO2NT (M=Cu, Ag, Cu, n=1-4),系统地揭示了各种吸附体系结构的稳定性、电子结构及光吸收性质,得到的主要结论如下：1、成功建立了TiO2NT理论模型。切割块状的锐钛矿相Ti02得到(101)面后,将得到的面分别沿着不同方向卷曲构建了(6,0)和(0,3)两种手性的TiO2NT。电子结构计算表明：(6,0)管是直接带隙半导体,而(0,3)管为间接带隙半导体。2、几何结构优化后,通过比较平均吸附能找出了TiO2NT吸附Cun、Agn、Aun团簇的体系Mn/Ti02NT的基态结构,结果表明：Cun、Agn团簇的吸附规律一致：平均吸附能呈现奇偶振荡；而Aun团簇表现出不同的吸附性质。3、对基态的Mn/TiO2NT进行了电子结构的计算。结果表明：各团簇的吸附不仅使得体系费米能级发生移动,而且在价带顶及禁带中引入了杂质能级。这些杂质能级可以使电子跃迁所需的能量减小,从而使TiO2NT的吸收边发生红移,在可见光区的光吸收能力增强；同时也可以有效阻碍光生电子-空穴的复合,进而提高TiO2NT的光催化性能。另外价带顶处态密度的增加,将会导致电子从价带跃迁的概率增大,从而增强其光吸收能力。4、与TiO2NT相比,Mn/TiO2NT体系吸收光谱的吸收边均出现红移,吸收强度同时有不同程度的增大。其中在三种贵金属团簇的吸附体系中,Cun/TiO2NT无论是吸收边的红移还是吸收强度的增加,效果都是最好的；而对于每种金属团簇吸附体系,M4/TiO2NT在可见光区吸收强度的增大最为显著。