随着空气污染的加重和职业安全问题意识日益的增长,越来越需要一种可以对空气质量进行监控的仪器以保障人类的健康。气敏传感器是一种在一定条件下能够感测到待测气体成分和浓度变化,并将这个信号转化为可输出的电或者光信号的仪器,其在空气质量监控以及爆炸物和有毒有害气体检测中发挥着重要的作用。在气敏传感器所有种类里金属氧化物气敏传感器是目前应用最广泛的,已被用于制作金属氧化物气敏传感器的半导体材料有ZnO、In₂O₃、SnO₂、α-Fe₂O₃、MoO₃和WO₃等,其中氧化铁（α-Fe₂O₃）是一种属于六方晶系结构的n型金属半导体材料,其带隙较窄一般为2.2 eV,因其存储丰富、无毒、高耐腐蚀性、具有良好的耐热性和化学稳定性而得到了广泛的关注。人们已成功合成α-Fe₂O₃材料的形貌有很多种并对其进行了气敏性能测试,但是目前存在的问题是响应灵敏度不够高、选择性不够好、响应-恢复时间长等。本论文通过控制实验条件合成α-Fe₂O₃多孔纳米管新型结构,一种利于气体扩散的形貌,测试结果发现虽然响应-恢复时间减短了,但其它问题并未有明显的改善。研究发现,将α-Fe₂O₃材料与其它合适的材料进行复合可以有效地提升传感器的气敏性能。在其它功能性材料中石墨相碳化氮（g-C₃N₄）是带隙为2.7 eV的二维层状材料,是各种碳氮同素异形体中最稳定的,与其它非局域性共轭π结构材料如C₆₀、石墨烯和碳纳米管类似的是g-C₃N₄具有快速的电荷分离和相当慢的电荷复合性能。此外,g-C₃N₄是一种软聚合物,可以很容易地附在其他化合物的表面上,促进异质结构的形成,而且不同于有机共轭π材料如聚苯胺,g-C₃N₄的层状结构有利于电荷转移。另外g-C₃N₄氮含量高,可提供比其他CN材料更多的活性反应位点和在原则上对吸附氧具有更强的还原性。因此,g-C₃N₄因具有优良的耐磨性、化学稳定性和热稳定性而吸引了大量的科学研究。所以,将α-Fe₂O₃材料与g-C₃N₄材料复合有望提升传感器的相关性能。硕士工作的研究内容有以下几个内容:（1）合成α-Fe₂O₃多孔纳米管结构并进行相关气敏性能测试以九水硝酸铁（Fe（NO₃）₃·9H₂O）为铁源,通过控制实验条件经过先水热后退火的过程合成了α-Fe₂O₃多孔纳米管。在对α-Fe₂O₃材料进作了基本的XRD和SEM表征后,进行性能测试。测试结果显示以α-Fe₂O₃材料制作的气敏传感器对乙醇气体的响应-恢复时间很短,在最佳工作温度下反应-恢复时间可以达到7.7 s、2.6 s,说明这种多孔的管状结构为气体的扩散和吸附化学反应提供了更多的通道和反应位点。但是存在的问题是灵敏度不够高和选择性不够好,为了解决这些问题我们将α-Fe₂O₃材料进行复合。（2）制备α-Fe₂O₃/g-C₃N₄复合纳米材料及其气敏性能研究采用高温退火煅烧将α-Fe₂O₃与和g-C₃N₄纳米片进行复合,经过结构和形貌表征来分析复合物的化学成分和形貌。气敏性能测试结果对比得到α-Fe₂O₃/g-C₃N₄复合材料在最佳温度条件下的响应灵敏度是纯α-Fe₂O₃材料的2.8倍,对乙醇气体表现出了良好的选择性,而且响应-恢复时间更短。说明复合材料结合两种材料的优势,形成了利于气体传输、吸附和反应的n-n型异质结构,并对其气敏性能提升做了理论分析研究。