材料领域的发展日新月异,不同形貌和尺寸的材料陆续被开发出来,现阶段,新型的纳米级复合结构是材料领域的一个研究重心。铁氧体是一种比较传统的材料,在很多方面都有所应用,随着材料合成技术的提升,不同结构的纳米铁氧体不断出现,纳米铁氧体不仅具有纳米材料在尺寸上的优点,还兼具铁氧体自身的特性,使得其在很多领域均有所应用。本文合成了环状纳米铁氧体,并研究其在电磁波吸收和乙醇气体传感器上的应用。本文采用水热法成功制备出α-Fe₂O₃纳米环,并通过一系列的表征测试证明该产物具有均一的环状结构,平均粒径为90 nm,内部孔径范围在20-40 nm之间。以α-Fe₂O₃纳米环为原材料,使用CCVD的方法,在其表面均匀的附着一层碳层,同时由于C₂H₂的催化作用,α-Fe₂O₃将会发生相变,形成Fe₃O₄@C复合结构,该结构具有均一的环状结构,由于碳层均匀的附着在环状结构表面,导致其平均粒径增加至110 nm。随后将Fe₃O₄@C在H₂氛围中进行还原,得到Fe-Fe₃O₄@C,该结构依旧具有环状结构。将Fe₃O₄@C复合结构在300℃下进行煅烧,得到α-Fe₂O₃@C复合结构,在反应过程中Fe₃O₄被还原为α-Fe₂O₃,依旧保持均一的环状结构。将α-Fe₂O₃、Fe₃O₄@C和Fe-Fe₃O₄@C进行制样,压成标准环,进行电磁参数测试,对所得的电磁参数进行分析可得,Fe₃O₄@C和Fe-Fe₃O₄@C具有有效的电磁波吸收能力。当厚度是2 mm,频率为15.9 GHz时,FC50的最低反射损耗为-39.16dB;FFC50在厚度为2 mm,频率为17.1 GHz时,最低反射损耗达到-32.9 dB;FFC60在厚度为3 mm,频率为8.9 GHz处,具有最低反射损耗-18.4 dB。在Fe₃O₄@C和Fe-Fe₃O₄@C的吸波过程中存在自然铁磁共振、涡流效应、德拜驰豫和多界面极化,这主要是归因于Fe₃O₄@C和Fe-Fe₃O₄@C具有独特的环状结构、合理的物质组成及多种界面。将α-Fe₂O₃和α-Fe₂O₃@C两种材料作为乙醇气体传感器材料进行研究,文中使用的是旁热式气体传感器,主要包括SiO₂陶瓷管,加热丝和底座三部分。本文主要研究α-Fe₂O₃和α-Fe₂O₃@C对乙醇气体的最佳工作温度和响应灵敏度。研究发现α-Fe₂O₃的最佳工作温度为370℃,而α-Fe₂O₃@C的最佳工作温度为300℃,工作温度的降低使得其应用范围更加广泛;α-Fe₂O₃的检测下限为100 ppm,α-Fe₂O₃@C复合结构的检测下限为10 ppm,说明α-Fe₂O₃@C复合结构对乙醇气体的检测能力优于α-Fe₂O₃。