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中文摘要：
气相传感器在国民经济各个部门的应用日益广泛，碳纳米管由于高的表面活性和大的比表面积，成为制造气相传感器的诱人材料之一。本研究项目以量子化学基本理论为基础，在原子和分子水平上模拟碳纳米管(包括硼、氮搀杂的碳纳米管)与一系列气相小分子组分的相互作用，根据软硬酸碱理论"软亲软、硬亲硬"的基本原理对各类碳纳米管的"化学软度"进行统一标度，寻找"化学软度"与其气敏性和选择性的定量关系；弄清气相活性组分与碳纳米管相互作用的微观机制以及有关反应的热力学和动力学性质；分析气相组分以及硼、氮搀杂对碳纳米管电子结构和电子传输性能的影响，掌握控制碳纳米管气敏性和选择性的关键因素。本研究项目的顺利开展将加深人们对碳纳米管结构和性能的认识，为开发和设计以碳纳米管为基础的新型气相传感器提供理论依据。
结论摘要：
气敏器件在国民经济各个部门的应用日益广泛，碳纳米管由于其高的表面活性和大的比表面积，成为制造气相敏感器件的诱人材料之一。研究表明碳纳米管仅对少数几种分子如O2, NH3等具有较强的吸附能力，而对一些毒性气体如CO、H2S、HCN等则没有敏感性，使其应用范围受到很大限制。为了克服这种局限性, 本项目提出了"通过对碳纳米管进行掺杂改性来调节其电子传输性能，从而改变其气相传感能力的"观点，以量子化学基本理论为基础，在原子和分子水平上探讨了硼、氮等掺杂对碳纳米管电子结构和电子传输性能的影响，模拟了搀杂碳纳米管与一系列气相小分子组分的相互作用，弄清了其微观机制以及有关反应的热力学和动力学性质，分析了硼、氮搀杂以及气相小分子组分对碳纳米管电子结构和电子传输性能的影响，掌握了控制其气敏性和选择性的关键因素。研究结果表明化学掺杂包括缺电子掺杂（如硼、铝掺杂）和等电子掺杂（如硅掺杂）是调节碳纳米管电子结构、改变其气敏性能的有效措施。本研究项目的开展加深了人们对碳纳米管结构和性能的认识，拓展了碳纳米管的应用范围，为开发和设计以碳纳米管为基础的气敏器件提供了一定的理论依据。
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