检测有毒有害气体在感知环境状态、保障居民健康等方面有重要的意义。大气污染物之一的NO2来源广泛、排放量极大且对生物和环境危害众多。MOS材料中的WO3由于灵敏度高、响应快、成本低等优点而成为对NO2敏感的极具潜力的材料。本课题选择WO3作为研究对象,将在低工作温度下(<60℃)探测低浓度(<3 ppm)NO2设为研究目标。先采用溶胶凝胶法和水热法制备不同形貌结构的纯WO3,再将性能较好的纯WO3与聚苯胺(PANI)复合来改善气敏性能,总结气敏性能规律。本文采用了多种分析表征方法对气敏材料的形貌结构、元素价态等信息进行测试及分析。通过多元化的分析,尝试解释气敏机理。具体工作如下:(1)利用溶胶凝胶法制备颗粒状W03,并采用传统的气敏元件。通过初期探索,在加热1V条件下,气敏元件能探测到0.4ppm NO2,符合研究目标。在加热3V条件下,气敏元件对10 ppm NO2的恢复时间达20 s,并对50 ppm NO2的响应值高达460,是加热2V下的气敏元件响应值的近3倍。(2)利用水热法将花状WO3直接生长在FTO基底上,构造新型结构的气敏元件。通过调节反应时间和烧结温度得到不同尺寸和形貌的WO3,并采用XRD、SEM、XPS等手段研究材料结构和性质,确定最佳反应条件为反应时间6 h和烧结500℃。该气敏元件在50℃下,可探测到NO2的极限为2 ppm,对30 ppm NO2的响应值达到27.5。在为期35天的测试中,W03对10 ppm NO2的响应均在2.3左右轻微波动,说明重复性较好。通过材料的性能分析,对气敏机理进行解释。(3)本章利用水热法和化学原位生长法,通过调控沉积时间,合成了不同比例的WO3/PANI,并对其进行XRD、SEM、TEM、XPS和TG等一系列手段及气敏特性测试。在50℃时,复合物在低浓度下(<10 ppm)基本恢复至原点,改善了纯样的恢复性,高浓度下(30 ppm)响应值达到60.2,约为纯样响应值的3倍。气敏响应的提高归因于p-n结的形成、表面积的增大、更多的氧空位、PANI的好的电子通道。气敏性能最佳的复合物中,PANI占复合物总质量的7%。此外,在50℃下,复合物在30ppm SO2、NH3、NO2、乙醇和丙酮这五种气体中,对NO2表现出了高的响应和优异的选择性。在相对湿度20-60%RH范围内,材料受相对湿度影响不大。