随着经济的快速发展,机动车数量接近指数增长,导致空气中NO2气体排放量急剧增加。NO2对环境和人类健康的危害极大,因此,研制出能够实时有效地检测环境中NO2含量的气敏传感器具有重要意义。研究表明,WO3基气敏传感器对NO2响应最高,但是存在器件工作温度较高、稳定性较差等缺点,气敏特性有待提高。在对WO3进行材料改性的研究中,发现其与碳纳米材料复合能够有效地降低器件的工作温度,从而使合成WO3/碳纳米材料复合物成为研发新型气敏材料的工作重点。本论文选取的气敏材料体系是WO3/GR复合材料。在用乙醇和金属钠溶剂热还原法合成高质量石墨烯的基础上,以钨酸钠、盐酸和石墨烯为原料,采用溶胶-凝胶法合成了WO3/GR复合材料,通过基本表征手段对样品进行了物相鉴定、形貌及结构分析。并在光电流测试平台上,考察了基于WO3/GR复合材料的气敏元件对NO2气体的室温气敏性能。结果发现,复合材料气敏元件较单一体系材料(纯WO3和纯石墨烯)气敏元件表现出更优异的气敏特性:在室温无光条件下,复合材料对56 ppm NO2气体的响应值为40.8%,而纯WO3和纯石墨烯均对NO2气体无明显响应。经表征分析我们确定了WO3和石墨烯两相间存在C-O-W键,这种化学键的形成使界面间载流子转移成为可能,从而赋予WO3/GR复合材料优异的室温气敏特性。进一步对WO3/GR复合材料进行氮掺杂化学改性。通过将石墨烯前驱体超声溶解在氨水中实现氮掺杂石墨烯的制备,采用氮掺杂石墨烯替代石墨烯、与WO3材料复合,对复合物进行相同的表征、分析,考察其室温气敏特性,并与WO3/GR复合物进行对比。结果发现,WO3/N-GR复合材料对NO2气体更敏感,响应值更高。这可归因于对石墨烯进行氮元素掺杂后,石墨烯表面缺陷增多,导电性增加,从而使复合材料气敏性能提高。本课题以WO3/GR和WO3/N-GR复合材料的可控制备及室温气敏特性为主要研究对象,在其特殊形貌和结构的基础上,对NO2气敏响应机理展开深入研究,为研制新型室温气敏材料传感器提供一定的理论指导。