三氧化钨材料对NOx、NH₃、H₂S、H₂等气体表现出良好的敏感特性而得到广泛的研究。为了满足人们对气敏传感器高灵敏度、低功耗、快速响应等需求,常常对WO₃材料采用掺杂改性的方法来提高其气敏特性。目前,WO₃气敏传感器在实验方面已有大量研究,但在理论方面关于气体敏感机理的研究甚少,尚未有关掺杂改性的研究。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对掺杂改性的WO₃的气体敏感机理进行了大量的研究和分析。首先,探索了Ti掺杂WO₃（002）面的电子特性,建立Ti掺杂模型时,分别考虑了Ti替代W6c和W5c两种情况,计算结果表面Ti掺杂W5c具有最低表面能并能形成稳定的掺杂结构。分析能带结构、态密度可得,Ti掺杂引起的带隙变化和新的电子能带导致了WO₃（002）表面性能发生了改变。其次,分别研究了Ti-WO₃（002）表面NO₂、NH₃和H₂的敏感机理。在Ti-WO₃（002）表面建立气体吸附模型时,考虑了4个顶吸附位点:桥位氧O1c、平位氧O2c,Ti和6配位钨W6c。NO₂和NH₃与Ti-WO₃表面的最佳吸附模型均为N原子和表面桥位氧O1c相键合,而H₂吸附的最佳模型有两种,H原子与平位氧O2c位键合模型和与6配位钨W6c键合模型。对各最佳吸附模型气体吸附前后的表面结构、态密度、电子布居等计算和分析可知,能带结构、费米能级的变化,吸附过程的电子转移是引起气体吸附后电阻值变化的主要原因,从而揭示了Ti-WO₃材料的气体敏感机理。最后,分别对比NO₂、NH₃和H₂与未掺杂WO₃（002）和Ti-WO₃（002）的气体敏感机理,发现Ti掺杂引起禁带宽度和费米能级的改变使得掺杂模型在吸附过程中转移的电子数目比未掺杂模型的要多,吸附前后Ti-WO₃材料的电阻变化幅度变大,有利于提高WO₃基气敏传感器的性能。