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本文中,我们采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,主要研究了三部分内容,包括B、N掺杂碳纳米管的催化性质;B、N掺杂石墨烯的催化性质;双层二硫化钼的间接带隙到直接带隙转变以及带隙宽度调整。在第一部分中,我们采用第一性原理方法对B、N掺杂的碳纳米管对CO的催化性质进行了详细研究。计算了不同B、N掺杂的碳纳米管结构对CO催化氧化的反应势垒。发现B和N单独掺杂都能使碳纳米管产生催化活性。而在B、N共掺时,反应势垒随着B、N之间距离的增大而降低,碳纳米管的催化活性随之增强。当B、N位于最近邻位置时