金属氧化物半导体材料由于易于制造,低功耗和低成本以及广泛的检测范围的特性,从众多气敏材料中脱颖而出,并已成为检测有害气体的主要材料。然而金属氧化物半导体气敏传感器通常都存在工作温度较高,选择性差,响应恢复时间长和不够稳定等缺点,限制了高性能气敏传感器的发展。本论文旨在对金属氧化物半导体纳米复合材料的结构进行设计、制备以及研究其气敏传感特性。通过多级结构设计提高金属氧化物复合材料的关键气敏性能。进而研究纳米复合气敏材料的组分、微纳结构与气敏特性的关联规律。本论文的研究内容为以下两点:（1）通过多步法合成了多级结构CoFe₂O₄@SiO₂@In₂O₃纳米复合微球。通过X衍射分析、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜、透射电镜等表征手段对产物晶相,形貌与结构进行了表征与分析。直径为几个纳米的一维In₂O₃纳米线向四周辐射生长在多孔CoFe₂O₄@SiO₂微球表面。该纳米复合微球拥有约18nm的介孔结构和54 m²·g^-1的比表面积。对比了基于纯相In₂O₃和纯相CoFe₂O₄与CoFe₂O₄@SiO₂@In₂O₃纳米复合微球的传感器工作温度,灵敏度,响应恢复时间等气敏性能。与它们相比,基于该多级结构纳米复合微球的传感器展现了优异的气敏性能。在260°C的工作温度下对100ppm丙酮气体有着58的高灵敏度,快速的响应恢复时间和宽广的浓度检测范围。这是由于CoFe₂O₄@SiO₂@In₂O₃纳米复合微球独特的多级结构形貌和大的比表面积。（2）以金属-有机骨架为模板制备了具有介孔结构的独特的四氧化三钴/氮掺杂还原氧化石墨烯（Co₃O₄/N-RGO-X,X=0.25,0.5,0.75）纳米复合材料。研究了RGO浓度对Co₃O₄/N-RGO纳米复合材料结构和气敏性能的影响。通过X衍射分析、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、氮气物理吸脱附仪和热重-差式扫描量热法分析对产物的形貌、结构、组成和气敏性能进行了表征。对所合成材料的气敏测试结果表明,与Co₃O₄/N-RGO-0.25、Co₃O₄/N-RGO-0.75、N-RGO、Co₃O₄和Co₃O₄/RGO基器件相比,基于Co₃O₄/N-RGO-0.5的传感器有更高的响应速度、更快的响应恢复时间和更低的工作温度等性能。基于Co₃O₄/N-RGO-0.5纳米复合材料的传感器气敏性能的提高,可以归因于为材料中适当的石墨烯组分,从而改善了复合材料的电子输运效率,增加了材料的的比表面积与表面的活性位点。