本文采取密度泛函第一性原理计算方法,运用Materials Studio软件,研究了氮掺杂和碳空位共改性石墨烯对NO2气体的吸附性能和敏感机理,并对气体选择性进行了分析讨论。现有的关于石墨烯改性的理论研究证明异质原子掺杂或空位缺陷的引入是增强石墨烯基传感器响应的有效途径。为了探索异质原子掺杂和空位缺陷之间的协同效应,本论文基于第一性原理计算研究了NO2分子在氮掺杂和碳空位共调制缺陷石墨烯表面的吸附。首先基于本征石墨烯、空位石墨烯和掺杂石墨烯三种基本模型,计算了氮原子掺杂和空位缺陷对石墨烯能带结构的影响,通过对NO2分子在基本模型表面的吸附特性的计算,确定了NO2的氮端吸附方式。进一步建立了具有单/双碳空位缺陷的氮掺杂石墨烯结构模型,其吸附能,态密度和电子转移的相关计算结果表明,氮原子亚满配掺杂的单/双空位体系可显著增强石墨烯对NO2气体的吸附。关于氮原子亚满配掺杂模型表面的电荷分布情况的分析表明,氮原子的亚满配掺杂导致了空位周围电荷分布的强烈不对称性,产生了不对称的内建电场,进而影响了石墨烯与气体之间的吸附作用,从而从局部内建电场的角度阐明了氮原子亚满配掺杂的结构与改善石墨烯NO2吸附性能的相关性。通过对氮原子亚满配掺杂的石墨烯表面吸附不同气体分子（NH3,CH4,HCHO,CO）的吸附特性的第一性原理计算研究了共改性石墨烯的气体选择性。气体吸附体系的吸附能和吸附过程中所发生的电子转移数定量反映出了模型对不同气体的灵敏度差异,进而从理论角度直观地获得材料对特定气体的选择性信息。本文从理论角度研究了氮掺杂和碳空位共改性石墨烯与NO2气体的吸附机理,得出氮原子亚满配掺杂构型具有最优的NO2吸附效果,且在检测NO2气体时具有良好的抗其它气体（NH3、CH4、HCHO、CO）干扰能力。