近年来,通过一维和二维单元的构筑自组装形成的三维ZnO纳米材料引起了材料界的广泛关注。与传统的纳米材料相比,此类材料具有较大的比表面积和独特的多级结构,能够有效增大接触面积并促进质量传递过程的进行,从而显著提高了其在气敏传感器,锂离子电池,光催化,太阳能电池以及水处理等方面的应用前景。在本文中,我们分别采用三嵌段高聚物(F127)和阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂制备了具有不同形貌的三维花状ZnO纳米材料；通过对晶体形貌演变过程的考察,我们提出了一种表面活性剂-自组装转化机制；并研究了所得材料的光学性能和气敏性能。主要研究内容如下：第一部分,以非离子型三嵌段高聚物F127为模板剂,通过水热反应和热分解过程,得到了三维花状ZnO纳米材料。采用x-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光光谱(UV)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重(TG)和氮气吸附-脱附等温线等测试对材料的结构和物性进行了详细表征；系统探讨了影响反应的一系列实验参数,包括水热反应时间、锌源、物料配比等。基于我们的研究结果,我们提出了三维花状ZnO纳米材料的合成机理；更重要的是气敏测试结果表明：与传统的商用ZnO相比,基于我们多孔ZnO纳米结构所制备的气敏元件对正丁醇表现出更好的灵敏度及选择性能,这可能与其独特的三维多孔结构和较大的比表面积有关。第二部分,以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板剂,在水热反应条件下合成了分层状ZHC前驱体,热分解得到三维多孔ZnO纳米材料；采用x-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试对ZHC前驱体和多孔ZnO进行了表征；研究结果发现尿素(urea)和SDS浓度等反应参数决定了ZnO产品最终的形貌；基于实验结果的讨论,我们推测并提出了在SDS作为模板剂的反应体系中的多孔ZnO晶体的生长机理；气敏测试结果显示基于多孔ZnO材料气敏元件对正丁醇,异丙醇等较长烷基链的醇类气体表现出了更好的气敏性能。通过上述工作,我们对模板法制备具有多级孔道结构的ZnO纳米材料的合成过程、影响因素及其相关的气敏性能和光学性能等,有了进一步的了解和认识,并明确了下一步的研究方向。