实时监测环境中的氮氧化物（NOx）、碳氧化物（COx）、硫氧化物（SOx）以及O₃等空气污染物,对保护人类免受身体伤害至关重要。在这些有害气体中NOx作为主要有害气体成分之一,它可以引起酸雨和光化学烟雾,威胁人们的生活环境,严重危害人们的健康。NO₂作为NOx中的主要成分,我们则重点监测其在我们生活空间的浓度。因此,研究具有高响应性能的NO₂传感器是目前研究者们关注的热点。在NO₂气体传感器中,敏感材料的设计以及构建是NO₂气体传感器响应性能的关键所在。因此,制备性能优异的NO₂气体敏感材料是提高NO₂传感器响应性能的有效途径之一。二氧化钛具有无污染、受激发可产生光生电子以及制备工艺简单等特点,是气体传感器制备中的一种理想材料。与现阶段所正在研究中的其他金属氧化物半导体相比,以TiO₂为基体的气体传感器在实验制备过程中有着工艺简单、生产价格低廉等优点,使得它可以大规模的应用于气体传感材料等相关领域。但是,TiO₂基气体传感器也存在着一些缺点,比如说传感器敏感特性差、响应时间和恢复时间长等的问题。本论文以制备在室温下具有超高响应性能的NO₂气体传感器为目标,探究在敏感材料的表面进行不同类型的修饰对其气敏特性提升,并优化气敏材料的合成工艺条件,对材料晶界的表面、各晶面之间的合理调控,从而来实现提升传感器的响应性能。本论文的研究工作由以下三个方面组成:（1）杂原子对二氧化钛纳米管进行掺杂修饰:以自制备碳纤维纳米线为模板材料,采用溶胶凝胶化学方法,在碳纤维纳米线表面水解修饰TiO₂薄层,最后通过煅烧,将碳纤维纳米线模板移除,留下C掺杂的管状高氧空位浓度的TNT,由此获得了具有高氧空位浓度的C/TNT复合材料。对C/TNT复合纳米结构材料中的晶间引入大量的氧空位缺陷,使传感材料对目标气体具有更强的吸附能力,从而来提升传感材料的气敏响应性能。（2）非金属化合物对二氧化钛纳米管阵列进行修饰:以二氧化钛纳米管阵列（TNTs）为气体敏感材料的基底,先用化学气相沉积法将C₃N₄量子点（C₃N₄QDs）修饰在TNTs表面,然后再采用电化学还原法将氧化石墨烯（GO）沉积修饰在TNTs的顶端,并同时将氧化石墨烯（GO）还原石墨烯（rGO）,从而最后得到具有肖特基结的复合纳米传感材料。TNTs/C₃N₄QDs/rGO复合纳米结构材料具有高的晶间氧空位缺陷,证实了材料的表面微观结构对NO₂气敏性能提供了积极的效果,为研制性能优异的气体传感材料提供了新的方向和思路。（3）有机小分子对二氧化钛纳米管阵列进行修饰:有机小分子对金属氧化物半导体修饰是一种有效的方法来提升气敏材料的响应性能。首先,在TNTs材料表面修饰硫化镉量子点（CdSQDs）,利用CdSQDs的量子点敏化特效以及半导体效应,提升气敏传感器的响应性能;随后,采用室温水解法,在TNTs/CdSQDs结构的表面修饰氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）,构筑三元TNTs/CdSQDs/APTES复合材料,利用三种组分的协同作用,进一步提升了TNTs材料对NO₂的敏感特性。