随着现代工业的快速发展和生活质量的日益提高,人们对生产和生活环境中有毒、有害气体的检测与监测提出了更高的要求,近年来,基于金属有机框架衍生物为敏感材料的气体传感器,由于其良好的气敏性能引起研究者的极大兴趣。沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）作为典型的金属有机框架之一,以锌为金属节点便于衍生被广泛应用的氧化锌（ZnO）气敏材料,同时其良好的热稳定性、可调节的孔道与易功能化等优势,有助于结构优化、掺杂与修饰、异质结构建等金属氧化物气敏改性手段的实施。因此,通过对ZIF-8基衍生物的制备与改性有望开发气敏性能优异的新型ZnO基气体敏感材料。本文以金属有机框架ZIF-8基衍生物为研究对象,通过对ZIF-8进行V掺杂、Co离子相变空心化与Pd负载,高温衍生了V掺杂ZnO与Pd@Co₃O₄/ZnO中空微笼结构,利用SEM、XRD、EDS、TEM、XPS、TGA和BET等表征手段研究了样品的形貌、结构、组分与性质,制作传感器测试了样品对硫化氢（H₂S）与丙酮的气敏性能,分析了其气敏响应过程与气敏增强机理。具体研究成果如下:（1）以V掺杂ZIF-8为自牺牲模板,采用溶剂热法合成了纯和V掺杂的ZnO中空微笼结构,通过表征与测试发现,V掺杂后气敏性能更加优异,表现为在100°C对5 ppm H₂S的响应值达到90.2,同时具有0.2 ppm¹0ppm的良好线性动态区间和优异的选择性,而且可以在300°C加速恢复。（2）优化并采用室温下自牺牲模板法合成不同浓度（0,0.5,1,2 mol%）V掺杂ZnO中空微笼结构,表征发现V掺杂增加了ZnO微笼结构的尺寸、颗粒致密性、氧空位和吸附氧比例以及比表面积,丙酮测试表明,1 mol%V掺杂的V₁ZnO传感器性能最佳,在350°C对100 ppm丙酮响应值为13.4,同时表现出6 s/3 s的快速响应恢复速度与0.05¹000 ppm的宽线性范围,具有良好的选择性、重复性与长期稳定性。（3）采用溶剂热法,通过在ZIF-8中引入Co离子与Pd负载合成了中空Pd@Co/Zn-ZIF晶体等多种衍生模板,进而高温衍生了CO₃O₄、ZnO、Co₃O₄/ZnO与Pd@Co₃O₄/ZnO中空微笼结构,利用表征确定了各样品形貌、对应元素分布与其金属氧化物存在形式,对丙酮气敏测试发现,Pd@Co₃O₄/ZnO传感器的最佳工作温度（200°C）最低,对100 ppm丙酮响应值（22.5）最高,且具有14 s/15 s的响应恢复速度,0.05¹000 ppm的宽线性范围以及良好的选择性、重复性与长期稳定性。（4）分析了V掺杂ZnO与Pd@Co₃O₄/ZnO中空微笼结构的气敏机理,其性能的改善可以归因于:中空结构与纳米颗粒间的多孔隙有助于气体分子吸附与扩散;V掺杂形成了V₂O₅与ZnO的n-n异质结,拓宽了ZnO的耗尽层厚度;Co离子引入形成了Co₃O₄与ZnO的p-n异质结,提高了晶粒间晶界势垒;Pd负载的协同催化作用降低了复合材料活化能,促进了材料表面的气敏反应。