通过非金属与金属共掺杂二氧化钛(TiO2)来改变TiO2光学性质以拓展其在光催化和光电转化领域的应用是近年来研究的热点。采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法，模拟计算了氮与铂族金属(Ru,Rh,Pd)共掺杂金红石相TiO2的几何结构、能带结构、态密度、光学性质以及缺陷形成能。计算结果表明：单掺N以及N-Ru、N-Rh、N-Pd共掺杂金红石相TiO2都在一定程度上改善了对可见光的利用效率，其缺陷形成能大小顺序依次为N-Pd、N-Rh、N-Ru，这说明共掺条件下N-Ru

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法计算了金红石TiO2(110)纯净表面以及掺杂N、掺杂Rh和N/Rh共掺表面吸附CO分子后的光学气敏传感特性。研究发现:纯净和掺杂表面吸附CO分子后均表现出光学气敏传感特性,其原因是表面氧空位的氧化作用;而N/Rh共掺杂对表面氧化性改善得最多,吸附CO分子后吸附距离最小,吸附能最大,稳定性最好,且易于实现。因此,相比于纯净及单掺杂体系,N/Rh共掺杂表面对气体有更好的光学气敏传感效应,是一种改进TiO2光学气敏传感材料的良好方式。