二氧化氮（NO2）是一种具有挥发性和强刺激性的有毒气体,大量存在于自然环境和工业生产中,是造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等环境问题的主要原因,从而对人类生命健康和公共环境安全造成了威胁。因此,对环境中NO2浓度的监测对人类生活具有重大意义。氧化锌（Zn O）是一种金属氧化物半导体（MOS）,基于Zn O材料的气体传感器具有高灵敏度、制备简单、合成成本低等优点,但存在工作温度高、选择性差等问题。而利用纳米材料复合的手段可以为解决这些问题提供有效的方法。本文以Zn O为研究对象,提出通过与还原氧化石墨烯（r GO）进行复合以改善Zn O纳米材料对NO2的气敏特性。此外,构建了ZnO/rGO异质结气体吸附模型,从微观角度分析了ZnO/rGO复合材料基传感器的气敏机理。本研究工作将为室温NO2气体传感器提供新的设计思路。本文主要的研究成果如下:（1）研究了基于ZnO/rGO复合材料传感器的气敏特性。利用水热法合成了多孔Zn O纳米材料,并将其与r GO复合得到不同复合比的ZnO/rGO复合材料。利用喷涂法将气敏材料转移到叉指电极上制备气体传感器,并利用气敏平台对其气敏特性进行研究。研究结果表明,相较于Zn O单一材料,基于ZnO/rGO复合材料的气体传感器在室温下对NO2表现出更加优异的气敏性能。r GO的最佳质量比为5%,在此条件下气体传感器对2 ppm NO2气体的响应值高达13.46,并且检测下限低至4.154 ppb。此外气体传感器对NO2气体的检测表现出良好的选择性、重复性和稳定性。（2）研究了基于ZnO/rGO复合材料传感器的气敏机理。基于第一性原理,构建了ZnO/rGO异质结模型。通过对吸附能、吸附距离、电荷转移量以及态密度计算,从微观角度分析了r GO复合提升传感器对NO2敏感性的机理。计算结果表明,NO2分子与ZnO/rGO异质结表面具有更强的相互作用,从而有助于增强气体吸附能力。此外,通过差分电荷密度图、电子局域函数图和能带图,分别解释了传感器的电阻变化、响应/恢复时间短以及工作温度低的原因。此外,还探究了ZnO/rGO复合材料基气体传感器在大气环境中检测NO2气体的可行性。以上理论研究结果为新型NO2气体传感器的开发提供了机理性解释。