由于其独特的结构与物化性质，过渡金属氧化物材料一直作为材料研究的热点。其中钒氧化物由于其层状晶体结构、丰富的价态、适中的禁带宽度在催化及气敏材料应用领域具有巨大潜力与应用价值。本文以钒氧化物一维纳米材料为研究对象，研究了钒氧化物纳米阵列、五氧化二钒微米球及纳米针结构、气敏性能及机理。在此基础上，开展了五氧化二钒与金属（碲、铈和银）和金属氧化物(氧化铟)的纳米复合材料的研究，解释了气敏性能提高的机理。　　本研究主要内容包括：⑴以钒箔为基板，利用阳极氧化法合成了五氧化二钒纳米阵列，研究了所加电压、反应时间对产物的物相和形貌的影响。阳极氧化电压55 V，氧化时间3h时，得到正交相五氧化二钒为主相的钒氧化物阵列，组成阵列的纳米棒直径为40-45nm，长度190-220 nm。对阵列室温乙醇气敏性能测试发现在800 ppb-500 ppm乙醇气体浓度范围内产生响应，对500ppm乙醇的灵敏度为7.27。从钒氧化物纳米阵列电阻与气体吸附关系入手，探究气敏机理。⑵利用溶剂热法合成正交相五氧化二钒微米球，该微米球由厚度50-100 nm的纳米片组成，总直径约10μm。乙醇气敏测试结果表明，其在50℃时即可对50 ppm乙醇气体具有良好响应，在150℃时对250 ppm乙醇响应时间仅7 s。依据局部表面电导调节的理论对其气敏机理进行阐述。⑶通过物理气相沉积法在硅基片上制备正交相五氧化二钒针，纳米针的基部及顶部直径分别为30-40 nm和11-15 nm，长度100-200nm。室温下对丙酮的探测极限为941ppb，对140ppm丙酮响应值为2.37，响应时间为67 s。为了进一步对其在呼吸分析仪及食品检测方面应用的可能性，将目标气体的检测范围分为两部分：较低范围为5 ppb到5 ppm，高浓度区为8 ppm到150 ppm。在这两个气体浓度区域内，基于五氧化二钒纳米针的气体传感器对丙酮均表现出良好的气敏响应、恢复能力及选择性。结合能带模型及 DFT方法对其良好丙酮气敏响应进行了解释。⑷通过水热法制备Te-V2O5纳米棒复合物。质量分数为10％、直径25 nm的 Te纳米棒无序分散在直径50-170nm、长度数微米的五氧化二钒纳米棒中。在室温下测试了 Te-V2O5纳米棒复合物对氨、丙胺和乙醇的气敏性能，其对乙醇具有高选择性，室温下对500 ppm乙醇的灵敏度是纯五氧化二钒纳米棒的3倍，其pn结的存在是提高复合物气敏性能的根本原因。⑸利用水热法合成钒氧化铈纳米棒，纳米棒直径200-250nm，长度约15μm。工作温度为100-250℃时，其最低检测限为10ppm，远远低于市售呼吸分析仪200 ppm的检测阈值，具有良好应用前景。⑹结合固溶法与水热法合成V2O5/In2O3核壳纳米结构，五氧化二钒核结构直径为30-250 nm，氧化铟的壳厚为10-50nm。相比于纯五氧化二钒，V2O5/In2O3核壳纳米结构在整个工作温度范围内对n-丙胺的响应提高1.2-3.9倍。通过复合，表面铟离子的存在是气敏性能提高的原因。⑺通过水热法制备的银颗粒修饰五氧化二钒纳米片材料，五氧化二钒纳米片材料厚度为150-200nm，银纳米颗粒尺寸15-22nm。该材料在室温下即对5ppm乙醇气体具有良好响应，响应、恢复时间分别为13s及7s，其气敏性能提高是由于 Ag的存在增加活性位点并促进表面电子传导。五氧化二钒和银的接触表面间形成了Ag2O/V2O5异质结，以及表面氧离子过量存在是提高其气敏性的原因。