丙酮在工业生产中常被作为良好的溶剂和许多有机物合成的重要原料,但其极易挥发且具有毒性和刺激性,若与空气混合易发生爆炸等危险。此外,丙酮还是一种呼出气标记物,可以用于检测糖尿病、口臭等疾病。因此,准确检测丙酮气体的浓度在工业生产、环境监测、有毒有害气体泄露以及疾病诊断等方面都有重要的意义。氧化物半导体气体传感器相对于其他检测方法具有小型、快速、成本低的优点,但是如何制作出高灵敏度、高选择性、响应-恢复速度快、稳定性好的氧化物半导体气体传感器仍然是目前面临的首要挑战。根据广泛接受的理论,影响氧化物半导体气体传感器性能的主要因素有识别功能、转换功能和敏感体利用率,这些要素均与敏感材料微观形貌密切相关。因此,从微纳结构优化的角度设计敏感材料,利用结构优势提高其敏感性能是一种简单有效的方法。LaFeO₃作为一种典型的钙钛矿结构复合氧化物半导体,其气敏特性方面的研究也一直是氧化物半导体气体传感器领域的热点。本论文采用无模板的水热方法制备不同微观形貌的LaFeO₃,凭借其结构优势增加丙酮气体的表面吸附及扩散,从而实现“结构增感”。主要研究内容如下:1.结合简单的水热反应以及后续的烧结成功制备了LaFeO₃多孔球。根据一系列的表征结果可知,所制备的球形结构直径约为0.5¹μm,表面上孔的平均尺寸约为32 nm,孔体积为0.09 cm³g^-1。气敏特性测试结果表明LaFeO₃多孔球对丙酮表现出较高的响应且响应-恢复速度快,最佳工作温度为225℃。此外,在为期一个月的稳定性测试中,气敏元件的响应值始终保持在12.7左右浮动,说明该传感器具有较好的稳定性。微球表面的多孔结构有利于气体分子的识别和扩散,因此能够提升气敏性能。2.采用无模板的简单水热法并结合后续烧结和化学腐蚀过程成功制备了LaFeO₃核壳结构微球。通过调控水热反应时间得到了不同反应阶段的样品,并根据透射电镜（TEM）图片观察核壳结构的演化过程,在此基础上提出形成机理。将不同阶段的样品制作成旁热式气体传感器并测试其对不同还原性气体的气敏性能。测试结果表明,核壳结构的LaFeO₃微球相比于另外两个演化阶段的样品具有更高的灵敏度,并且在最佳工作温度225℃下,对丙酮表现出很好的选择性以及响应-恢复特性且检测下限可低至1 ppm。另外,在长达30天的测试过程中能够一直保持相对稳定的响应值。核壳结构优异的丙酮气敏性能得益于其独特的结构,其较大的比表面积能够提供更多的活性位点,有利于丙酮气体的吸附和反应,同样,较好的通透性有利于提高敏感体利用率。