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在长期运行的SF6电气绝缘设备内部不可避免的存在绝缘缺陷,引发局部放电、局部过热等故障,导致SF6气体发生分解并在微H2O、微O2的促进下,生成稳定的特征分解组分,包括H2S、SO2、SOF2和SO2F2。这些分解组分会削弱SF6的绝缘性能,恶化设备的绝缘状态,对电力系统的安全运行构成威胁。研究表明,SF6绝缘设备的故障类型和严重程度与其特征分解组分的种类和含量密切相关。因此,在线检测SF6分解组分是评估绝缘设备运行状态、保证电力系统稳定安全的有效措施。碳纳米管传感器因操作方便、气敏性能优异等特点广泛应用于气体检测领域。为提高其灵敏度和甄别性,通常会对碳纳米管表面进行金属或非金属掺杂处理,两者均可提高体系的载流子浓度和化学反应性,实现气体的敏感性检测。本文首先提出Pt掺杂碳纳米管（Pt-CNT）检测SF6分解组分;引入团簇理论,研究不同Pt掺杂量对气体吸附及传感的影响。在此基础上,提出PtPd、PtN复合掺杂碳纳米管（PtPd-CNT和PtN-CNT）,探究金属-金属、金属-非金属复合掺杂吸附及传感SF6分解组分的强化机制。仿真计算方面,利用密度泛函理论研究气体吸附的最优化模型、吸附参数及电子性能变化,分析各体系的传感机理。气敏实验方面,研究各传感器的传感特性曲线,对其吸附-脱附性能、循环气敏性能及响应值-浓度拟合曲线进行综合分析。具体研究内容和主要结论如下:（1）仿真Ptn掺杂碳纳米管（Ptn-CNT,n=14）对SF6分解组分的吸附和传感机理时发现:Ptn在掺杂时均表现为电子贡献者;当n≥2时,Ptn-CNT体系表现为半金属性;Ptn-CNT对特征组分的吸附强弱顺序为H2S>SO2F2>SOF2>SO2,且其电阻在H2S和SO2F2体系中增大,在SO2和SOF2体系中减小。实验制备0.10、0.25及0.40 mmol/g三种掺杂浓度的Pt-CNT传感器,其气敏响应结果显示:0.25 mmol/g Pt-CNT的气敏响应性能最佳,对50 ppm特征组分的响应值排序为:H2S（11.82%）>SO2F2（7.10%）>SOF2（-6.86%）>SO2（-4.30%）。Pt-CNT传感器的气敏响应值（y）与H2S气体浓度（x）的对数间存在较好的线性关系,即y=3.81+4.40lgx,拟合度（R2）为0.987,表明Pt-CNT传感器定量检测H2S的可行性。（2）仿真PtnPdn掺杂碳纳米管（PtnPdn-CNT,n=12）,研究金属-金属复合掺杂及团簇效应对SF6分解组分的吸附和传感机理时发现:Pt和Pd原子在掺杂体系中均表现为失电子性,且Pt2Pd2-CNT表现为半金属性;PtnPdn-CNT对特征组分的吸附强弱顺序为:SOF2>SO2>SO2F2>H2S,且Pt2Pd2-CNT的吸附能力强于Pt1Pd1-CNT和Pt1-CNT。前沿轨道的分析结果表明:PtnPdn-CNT的电阻在SO2体系中减小,在H2S、SOF2和SO2F2体系中增大。实验制备0.10 mmol/g PtPd-CNT传感器,其对50 ppm特征组分的响应值排序为:SOF2（15.66%）>SO2（-10.86%）>SO2F2（7.28%）>H2S（4.63%）。PtPd-CNT传感器的气敏响应值（y）与SOF2气体浓度（x）的线性关系为y=3.77+7.92lgx,拟合度（R2）为0.986;PtPd-CNT的气敏响应值（y）与SO2气体浓度（x）的线性关系为y=-2.10-5.37lgx,拟合度（R2）为0.993。因此,PtPd-CNT能够作为传感阵列中特异性识别SO2和SOF2的气敏元件。（3）仿真PtnN3掺杂碳纳米管（PtnN3-CNT,n=12）,研究金属-非金属复合掺杂及团簇效应对SF6分解组分的吸附结构和传感机理时发现:Ptn团簇掺杂于呲啶型N3-CNT上表现为失电子性;PtnN3-CNT对SF6分解组分的吸附强度排序为:SO2F2>SOF2>H2S>SO2,且Pt2N3-CNT的吸附能力强于Pt1N3-CNT和Pt2-CNT。前沿轨道的分析结果表明:PtnN3-CNT的电阻在吸附H2S后升高,在吸附SO2、SOF2和SO2F2后降低。实验制备0.25 mmol/g PtN-CNT传感器,其对50 ppm特征组分的响应值排序为:SO2F2（-13.93）>SOF2（-9.58）>H2S（4.29）>SO2（-2.95%）。PtN-CNT传感器的气敏响应值（y）与SO2F2气体浓度（x）的线性关系为y=-3.76-6.19lgx,拟合度（R2）为0.983,体现PtN-CNT实现敏感性定量检测SO2F2的可行性。此外,各体系的传感结论均表明:金属掺杂尺寸在很大程度上决定了传感材料的气体吸附和传感效果;有效控制碳纳米管表面的掺杂颗粒大小是获得优异传感性能的关键。复合掺杂能够有效提高气敏材料的选择性和灵敏度,在气体检测应用中具有前瞻性,为开发新型的纳米传感材料提供思路。