甲烷（CH4）是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,浓度在空气中达到4.9%～15%时,易与空气中其他气体发生反应,引起爆炸事故的发生,严重危害着人类的生命与财产安全。因此,如何实现快速、准确地检测甲烷及其浓度成为气体敏感领域研究的热点。金属氧化物半导体（MOS）传感器由于其较低的制作成本、较好的稳定性,便于携带等优点被广泛应用于有毒有害气体的检测。氧化锌（ZnO）作为最早的MOS气体敏感材料,具有良好的气体敏感性能,一直都是研究者追捧的对象。本文在前人对ZnO研究的基础上,研究其纳米材料的甲烷敏感性能。首先采用水热法合成棒状和片状ZnO,探究其结晶面与甲烷敏感性能的关系;其次,通过调控ZnO纳米材料的结构、表面缺陷及构造异质结等途径,提高其对甲烷的敏感性能,探究敏感机制。1.采用水热-煅烧法,制备长度约为2～4μm,半径约为200～300 nm的棒状ZnO（NR）纳米材料,以及通过调控反应溶液的p H值,制备出其尺寸约为400～600nm,厚度约为30～50 nm的六边形片状ZnO（NS）纳米材料。甲烷敏感性能的检测结果表明,ZnO纳米片具有较好的甲烷敏感性能。相比于ZnO纳米棒制成的传感器,纳米片制成的传感器对甲烷不仅显示出较低的检测限（10 ppm）,而且其工作温度也低至140℃。ZnO纳米片良好的甲烷敏感性能主要归功于所暴露的（002）极性晶面及其表面缺陷。2.通过调控Sn2+与Zn2+的离子比例,制备出不同Zn2Sn O4含量的Zn2Sn O4/ZnO微米花。Zn2Sn O4/ZnO微米花由多孔ZnO纳米片组成,半径约为2～5μm,多孔纳米片厚度约为15 nm。甲烷敏感性能检测结果显示,通过Zn2Sn O4修饰改性的ZnO纳米材料相较于单一ZnO纳米材料制成的传感器,具有更好的甲烷敏感性能。其中,Zn2Sn O4/ZnO微纳米花传感器对甲烷的响应时间从ZnO传感器的138 s缩短到了7 s,同时展现出良好的重复性和长期稳定性。其增敏的机制主要归功于材料复合材料中形成的Zn2Sn O4/ZnO n-n异质结、晶体缺陷等。3.通过沉淀-煅烧法可控地制备出含一定量g-C3N4的花状g-C3N4/ZnO复合纳米材料。花状g-C3N4/ZnO复合纳米材料由多孔ZnO纳米片自组装而成,其直径约为1～2μm。甲烷的敏感性能检测结果显示,g-C3N4修饰后的ZnO对甲烷的敏感性能有明显的提高。当g-C3N4质量分数为3%时,其复合纳米材料制成的传感器对甲烷的检测能力达到最大。例如,对1000 ppm甲烷的响应值达到11.9,同时响应恢复速度也提高了。此工作为开发甲烷传感器提供了一种新的途径。