气敏传感器是一种接触目标气体后其物理或化学性能会随之发生改变,从而将气体成分和含量等信息转换成可读信号的传感元件。作为人类赖以生存的自然资源之一,空气质量愈来愈受到关注,气敏传感材料因此也已经得到了广泛的应用。而目前大多数传感材料以无机半导体为主,工作温度高,能耗大,刚性强。本课题以制备室温下响应值高、选择性良好、灵敏度高、重复性能稳定的柔性氨敏传感器为主要目标,以具有一定柔性的静电纺纳米纤维膜为主要构架,制备具有异质结构的聚苯胺（PANI）复合纳米纤维氨敏材料,研究了异质结对其气敏性能的影响机理,旨在为可穿戴气敏传感器的发展提供一定的理论基础。主要研究内容和结论如下:以静电纺丝、静电喷雾和原位聚合的方法制备聚酰胺6/二氧化钛/聚苯胺（PA6/TiO₂/PANI）复合纳米纤维。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）探讨纤维的形貌、TiO₂纳米颗粒在复合纳米纤维中的分布方式、在喷雾悬浮液中的存在形式;借助红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射（XRD）对其化学结构、结晶性能等进行研究;最后通过气敏传感器测试系统探究材料的气敏性能,分析气敏响应机理。结果表明,二氧化钛/聚乙烯吡咯烷酮（TiO₂/PVP）喷雾具有良好的皮芯结构,TiO₂以纳米纤维表面和纤维之间为主要沉积位置,TiO₂的加入可以明显提高材料对氨气的响应值和灵敏度,材料性能的提高主要得益于P型PANI和N型TiO₂之间形成的P-N异质结。将静电纺乙酸纤维素（CA）纳米纤维进行去乙酰化,用静态接触角探究CA改性前后纤维表面亲水性;纤维素纳米纤维置于TiO₂溶胶中吸附TiO₂颗粒,再结合原位聚合法制备纤维素/TiO₂/PANI纳米纤维气敏材料。借助SEM观察吸附时间以及PANI对纤维形貌的影响,XRD表征TiO₂颗粒晶型,FTIR探究各阶段材料的化学成分和结构;分析复合材料气敏性能与吸附时间、纤维形貌结构之间的关系。研究结果表明,疏水的CA被成功改性成亲水的纤维素纤维,表面大量的羟基有利于吸附溶胶中的TiO₂颗粒,纤维表面沉积的TiO₂颗粒为锐钛矿和金红石的混合晶型;吸附时间为1周到3周时,随着吸附时间的增加纤维素/TiO₂/PANI纳米气敏材料的气敏性能逐步上升,当吸附时间为4周时气敏性能开始下降,这可能与纤维形貌结构有一定的关系。以溶胶凝胶、静电纺丝和高温煅烧的方法制备柔性TiO₂/SiO₂（TS）纳米纤维膜摆脱了对聚合物纳米纤维模板的依赖。以原位聚合的方法在TS表面沉积PANI得到TS/PANI复合纳米纤维气敏材料。通过SEM、TEM以及数码照片探究其形貌结构、探究纺丝液中钛酸四正丁酯（TBT）含量对纤维形貌的影响;以XRD考察纤维晶型。研究结果显示,纺丝液中TBT含量为61%时（除去PVP成分）,开始有粗细节和珠结产生;TS纳米纤维膜具有良好的柔性,TiO₂成分以金红石型为主,并有少量锐钛矿型;纺丝液中TBT含量为61%时,无机柔性纳米纤维膜开始变得较脆;气敏测试结果显示,随着纤维中TiO₂含量的增加,TS/PANI复合纳米纤维气敏性能逐步提升,而当TBT含量为61%时,其气敏性能降低,这有可能是因为纤维上出现珠节等不良形貌导致。以乙酸铜作为CuO源,将其加入到TS前驱体纺丝液中,以静电纺丝和高温煅烧技术制备柔性CuO-TS纳米纤维,以原位聚合表面负载PANI制备CuO-TS/PANI异质结构纳米纤维气敏材料,探究纺丝液中乙酸铜的含量对纤维形貌以及气敏性能的影响。研究结果表明,纺丝液中乙酸铜含量高于4.4%时（相对TBT含量）纤维开始出现珠节;CuO-TS/PANI异质结构纳米纤维具有高响应值、良好的灵敏度、选择性和重复性;CuO明显提高了复合材料的氨敏性能,除了氨气对PANI的脱掺杂作用,异质结及其之间的相互作用之外,PANI、CuO、TiO₂和Si O₂形成的类似场效应管的结构对气敏信号的放大作用,也是性能提高的原因之一。最后,对PANI的氨敏过程进行动力学（MD）模拟,以MAPS、VMD为主要软件,对模拟体系进行径向分布函数（RDF）,均方位移（MSD）以及相互作用能等分析和探究,以在分子层次上加深对PANI氨敏过程的理解。