根据国务院颁布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》知,空气污染尤其是对有毒有害气体的监测与治理是重要任务之一。时常有相关方面报道有毒有害气体在日常生活及作业中引起爆炸或泄漏造成的人员伤亡问题,时刻监控空气质量且及时报警和防范有毒有害气体泄漏是很有必要的。硫化氢（H₂S）气体是一种无色、剧毒有害气体,存在于与人类息息相关的很多领域中。目前,以氧化钨、二氧化钛、氧化锌、氧化锡和氧化铁等为核心的金属氧化物半导体式H₂S气体传感材料得到广泛地研究。尽管这些材料对H₂S气体具有较好的灵敏度,制备工艺也比较成熟,但是对H₂S气体的响应/恢复时间普遍都比较长。由于H₂S的严重危害,研究开发能够对H₂S进行快速响应的气敏材料就显得尤为重要。近几年来,钙钛矿结构材料（钛酸锶、钛酸钡、钛酸铜钙等）也被逐步应用于气敏领域。Li_0.5La_0.5TiO₃（LLTO）材料常作为无机固态电解质应用于固态锂离子电池中,由于其特定的立方型钙钛矿结构及A位的不稳定性导致此处存在较大的表面空位浓度,这可以为气体的吸附提供更多的活性位点。在本文中通过溶剂热方法,制备出特定立方型钙钛矿结构的LLTO首次将其应用于硫化氢传感领域,通过改变纯LLTO制备条件进行材料的微观结构设计,并从金属掺杂和半导体异质结构建方面来对传感器的气敏性能进行研究。具体内容如下:（1）通过溶剂热方法制备出特定结构的Li_0.5La_0.5TiO₃（LLTO）,然后对比不同的制备方法与反应参数,得到最优的LLTO制备方案,同时本论文还研究了钛酸锂镧的制备条件对其H₂S气敏性能的影响。研究发现,通过溶剂热法制备的钛酸锂镧其形貌呈多孔球状,纯度高,对H₂S气体表现出了较好的响应性能。通过结果对比发现,在溶剂热温度为150℃条件下,反应6 h,然后700℃高温以5℃/min速度烧结3 h,得到内部中空,表面多孔的纳米微球,该结构为H₂S气体吸附脱附提供了充足的扩散通道。在340℃的最佳工作温度下,对30ppm硫化氢气体的响应/恢复速度为0.9 s/0.9 s,最高响应值为4.25,并且还表现出对硫化氢气体较高的选择性。（2）为了改善响应灵敏度和响应温度,通过Fe掺杂调控其能带结构。研究发现,Fe掺杂修饰LLTO中空多孔纳米微球传感器,在较宽温度范围（160～400℃）对硫化氢均表现出n型响应。最优情况下,5 wt%Fe掺杂LLTO传感器在300℃对30 ppm硫化氢的响应达到19.8,此时的响应和恢复时间为0.5 s/0.7 s。此外,5 wt%Fe掺杂LLTO传感器的检测硫化氢气体极限低至100 ppb,并具有良好的重复性和长期稳定性。Fe掺杂LLTO纳米微球气敏性能增强的主要原因:掺杂后样品的比表面积增加,为气体和反应介质提供了更多的反应位点;掺杂后产生了更多的氧空位,增强O₂的化学吸收和吸附氧的生成(O^-和O^2-);掺杂导致了LLTO的能带带隙减小,促进了其导带的电荷向吸附气体分子的转移,与空气中的氧气形成更多的吸附氧离子,增大了材料表面电子耗尽层的弯曲程度,有助于增大材料的电阻,从而增大传感器的响应性能。（3）利用溶剂热方法制备了纯LLTO中空多孔微纳结构材料,复合α-Fe₂O₃制备出不同质量比的α-Fe₂O₃/LLTO异质结材料,对比LLTO和α-Fe₂O₃/LLTO两种传感器的硫化氢气敏特性。实验结果表明α-Fe₂O₃/LLTO气体传感器的最佳工作温度（180℃）低于LLTO的最佳工作温度（340℃）。且α-Fe₂O₃/LLTO气体传感器的工作温度范围在50～340℃之间,接近室温下响应,相比于纯LLTO（260～400℃）,拥有更优异的低温响应性能。最优的情况下,在最佳响应温度180℃下,α-Fe₂O₃/LLTO对30 ppm硫化氢的响应值为27.9,是纯LLTO响应值的6.5倍。α-Fe₂O₃/LLTO气体传感器拥有更宽的工作温度范围、低的工作温度和接近室温的响应温度、较高的响应和低的检测下限。α-Fe₂O₃/LLTO的优异性能归因于α-Fe₂O₃与LLTO的协同作用及n-n同型异质结的界面效应,两者的共同作用可有效提高材料的气敏特性。