近年来,由于纳米管具备独特的结构、电子性质以及广泛的应用前景,在理论和实验方面得到科研工作者们广泛的关注。氮化硼纳米管(BNNT)具有很多类似于甚至优于碳纳米管的性质,其应用前景十分广阔。然而,相对于碳纳米管,BNNT的研究工作还很少,尤其是在BNNT的缺陷及掺杂领域,工作主要集中在表面吸附掺杂,对取代掺杂的BNNT的研究工作非常少。本文基于密度泛函理论,利用Gaussian 03和Material Studio中的DMOL3等软件对缺陷及金属取代掺杂的BNNT的结构和物性进行了系统地研究。首先,我们对七种缺陷方式的BNNT的几何构型、成键情况、自然原子电荷分布、局域态密度等进行了系统地研究。对导电性、反应活性、磁性、场发射等进行了预测。其次,论文中首次采用Pt取代掺杂的方式,对掺杂BNNT的结构、电子性质、储氢性能以及其表面CO、CO2、C2H4、C2H2、O2、H2O、NH3等小分子的吸附行为进行了研究。此外,我们对10个3d过渡金属取代掺杂的BNNT进行了研究。研究发现,对于d电子数小于5的四个金属取代掺杂的BNNT,取代是有选择性的,主要是硼原子被取代。计算结果表明,金属取代的BNNT结构稳定,具有很多新奇的特征,可以在储氢材料、传感器材料、纳米电子器件以及新型有机配合物方面得到广泛的应用。