本项目采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对新型石墨烯材料的结构设计、性能调控以及应用前景进行了较为系统地研究.本项目主要从原子层次和电子结构方面研究不同的修饰方式对石墨烯的结构稳定性和表面反应活性的作用机理.一方面通过优化构型的原子间距、键长、能带结构、电荷分布和电子态密度等方面性质分析获取体系的原子 / 电子结构、磁性变化和成键信息,从而对金属、非金属原子掺杂或含氧官能团修饰石墨烯体系的原子 / 电子结构特性进行研究 ;另一方面通过观察 NH3、SO2、HCN 和 NO 等多种有毒气体分子在石墨烯表面的吸附,引起体系表面结构和电子特性的变化从而改性石墨烯作为气敏材料.本项目的开展取得了多项创新性成果,为改性石墨烯碳基纳米材料在电子、气敏和催化等方面的应用价值提供了理论依据和有效的数据参考.