随着纳米技术的发展,纳米材料的研究越来越广泛,并且其应用也深入到各个领域。与碳纳米管(CNT)相比,氮化硼纳米管(BNNT)拥有类似的结构。但是由于氮化硼纳米管中B-N键的离子性使其拥有独特的性质。可以通过对氮化硼纳米管的结构进行优化、掺杂、填充等,进一步改变氮化硼纳米管的性质,使其在电学、力学、吸附等方面表现出更优异的性质。本文通过理论计算对氮化硼纳米管的掺杂和吸附机理进行探究,本课题主要分为两部分:(1)通过分析一系列未掺杂的和掺杂的氮化硼纳米管上丙酮分子间的相互作用,研究了单壁氮化硼纳米管作为丙酮传感器的传感性能。采用了基于色散修正的密度泛函理论研究了氮化硼纳米管表面对丙酮的吸附性能。结果表明丙酮倾向于与具有较小直径的氮化硼纳米管表面紧密结合,并且随着管直径的增加吸附能也明显减小。氮化硼纳米管掺杂其它元素后(Al、Si、Cu、Co、Ni、Ga和Ge),丙酮在其上的吸附作用相比于未掺杂的氮化硼纳米管有明显的增强。通过对电荷密度,态密度,分子轨道和非共价键相互作用指数的研究表明,引入适当的掺杂原子能有效的改善基于氮化硼纳米管的气体传感器对丙酮的传感性能。(2)通过电荷自洽的紧束缚近似密度泛函理论和精确的密度泛函理论,对比研究了有代表性的四种黄酮醇在单壁氮化硼纳米管表面和内部的相互作用机理和光学性质。通过色散校正的密度泛函理论描述其弱相互作用。通过分析稳定结构和结合能,研究了氮化硼纳米管与黄酮醇分子之间的相互作用。结果表明,黄酮醇在氮化硼纳米管内部时具有较大的吸附能。基于含时密度泛函理论,我们系统研究了黄酮醇/氮化硼纳米管复合结构的激发性能和紫外可见吸收光谱(UV/Vis)。研究结果表明,由于黄酮醇与氮化硼纳米管的相互作用以及分子内较弱的氢键,当黄酮醇吸附在纳米管外部或内部时都会产生红移。通过对电荷密度、态密度和分子轨道的分析,得出氮化硼纳米管的性质可以通过与黄酮醇的相互作用得到良好的调节。