随着科技的高速发展,人们在享受着化学工业和新材料等新技术带给我们种种便利的同时,我们的生产安全和身体健康也面临着各种有毒有害气体的威胁。实现对环境中各种有毒有害气体(诸如:苯类、甲醛、一氧化碳和甲烷等)的有效监测一方面可以保障工业生产的安全进行,另一方面也可以使我们预知所处环境当中的这些隐患,防患于未然。自从氧化物半导体材料被提出能够检测各种不同的气体之后,基于该材料的气敏特性引起了科研人员的广泛研究。以氧化物半导体材料为气体敏感层的传感器凭借其工艺简单、体积小和检测灵敏等优势成为当前气敏传感领域的一大研究热点。但是单一的氧化物半导体材料结晶度高,使得材料表面缺陷少,对气体的响应不够灵敏。人们通常考虑利用合成不同形貌结构的纳米材料、使用少量的不同种的元素掺杂和修饰等手段来提升氧化物半导体材料的气敏特性。本论文从纳米材料的物理结构出发,以设计优越性能的气体传感器为主旨。利用贵金属修饰法对制备的目前微纳结构领域很有应用前景的ZnO分等级结构材料进行功能改性,使得材料的气敏特性明显提升。本论文的研究成果如下:(1)为了克服较小尺寸纳米粒子的致密堆积会阻塞气体的扩散从而导致材料的气敏特性不理想的缺点,采用水热法合成了由厚度为几十纳米的多孔纳米片自组装形成的分等级结构的三维ZnO多孔微球。利用化学沉淀法在材料表面大量均匀地修饰直径为1-2 nm的超细金纳米粒子。经过超细金纳米粒子修饰后的Au-ZnO复合材料对100ppm乙炔的响应值达到了311.3,是纯ZnO多孔微球结构材料的25倍,显著提高了该材料对乙炔的气敏性能。(2)采用贵金属银对合成的分等级结构的三维ZnO多孔微球进行改性。利用化学沉淀法成功地将大颗粒的Ag粒子(50-80 nm)生长在了三维的ZnO多孔微球结构的纳米片片层之间。这种复合材料对三乙胺气体表现出了超高的气体响应(100 ppm的响应值为6043)和较低的最佳工作温度(183.5℃)。(3)利用一种呈中性的粘度较低的聚乙烯比咯烷酮(PVP-k30)来调控ZnO材料的微观形貌,合成出分等级的ZnO花状结构,并研究了水热反应时间对分等级的ZnO花状结构形貌的影响。并用Au纳米颗粒对制备出的材料进行改性,研究出了对苯类气体敏感的传感器。气敏测试对比如下:a)最佳工作温度从302℃降低到206℃。b)在206℃下,复合后的Au-ZnO花状结构的传感器对20 ppm的苯、甲苯和二甲苯的响应度分别为16.25、46.43和76.47,分别是未修饰前的4.33、4.47和6.51倍℃)该传感器保持了较快的动态特性,测试的响应时间<5 s,恢复时间<50 s。