本论文采用溶剂热法制备氧化锡(SnO2)纳米线，通过一系列的结构表征研究了反应温度、时间、添加剂等因素对氧化锡材料结构和形貌的影响，将所制得的纳米线按旁热式工艺制备成气敏元件并测试其气敏性能，比较研究了不同贵金属纳米晶修饰的氧化锡纳米线以及不同暴露晶面氧化锡纳米线材料的气敏性能，利用第一性原理研究了氧化锡纳米线晶面与气敏性能的关系。本论文取得的主要成果如下：1.用溶剂热法在醇-水体系中合成了单晶氧化锡纳米线，制得的氧化锡纳米线直径为20-30nm，长度为0.8μm左右。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)、能谱分析仪(EDS)等表征了物相和形貌变化，对合成机理进行了讨论。研究发现，醇-水体系中Na2Sn(OH)6中间相的形成和氧化锡本身各晶面能的差异是氧化锡纳米线形成的原因。以氧化锡纳米线为敏感材料，在350oC下对50ppm的乙醇具有良好的选择性，灵敏度可达39.7，响应恢复时间分别为8s和10s。2.采用液相法合成了贵金属钯和铂纳米晶，研究发现贵金属纳米晶修饰法较之传统的浸渍煅烧掺杂法气敏效果更好。采用钯纳米晶修饰氧化锡纳米线后可以显著提高选择性，在290oC下对50ppm硫化氢的气体灵敏度比纯氧化锡纳米线提高7倍左右，并且具有很好的稳定性。由于钯纳米晶的修饰，改变了气敏测试前后材料的耗尽层变化，因此产生了更高的响应信号；由于贵金属铂具有良好的催化活性，铂量子点修饰氧化锡纳米线后，在290oC对50ppm的乙醇气体的灵敏度比纯氧化锡纳米线提高了2.8倍左右。3.采用溶剂热法分别制备了具有{110}族晶面和{100}族晶面为主导晶面的氧化锡纳米线，对其气敏性能进行了测试，并利用第一性原理的方法计算研究了两种纳米线的气敏机理。研究发现在两种氧化锡纳米线的比表面积大致相等的情况下，具有{110}族晶面的氧化锡纳米线对乙醇气体的灵敏度要高于具有{100}族晶面的氧化锡纳米线，其原因是氧化锡各晶面对乙醇的吸附能的差异和吸附前后材料表面电子结构的变化。研究发现相对于氧化锡材料的形貌和尺寸，晶面效应对气敏性能的影响要更重要，这也为制备具有高灵敏度、对特定气体具有选择性的纳米晶材料提供了一个新的思路。4.基于密度泛函理论的第一性原理，研究了乙醇、甲醇、丙酮、甲醛、氢气、硫化氢和一氧化碳等气体在氧化锡(110)和(100)晶面的吸附特性。研究发现各气体倾向于吸附在稳定的位置，如：(110)晶面的Sn5和(100)晶面的Sn6s。当晶面位吸附气体后，晶体的表面电子态密度发生明显改变，在带隙间产生了明显的杂质能级，并且带隙较吸附前变窄，这是表面电导发生变化的主要原因；从电子布居分析得到各晶面与气体分子发生了部分电子转移，增加了晶面对被测气体的吸附，促进了气体与吸附氧发生反应，从而产生更多电子，因此产生气敏响应信号。5.通过超声波辅助化学沉积法制得了具有圆角的氧化亚锡微米方片前驱体，加热氧化前驱体制得形貌保持的氧化锡微米片新型气敏材料。对材料进行了XRD、SEM和TG表征。气敏性能研究结果表明，这种微米片气敏材料具有高的气体灵敏度，可以检测50ppb级的硫化氢。