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纳米材料的表界面效应对于材料性能具有十分显著的影响,因此,通过对纳米材料表界面修饰改性获得异质结纳米材料,提升或扩展材料的性能,具有重要的研究意义。ZnO纳米材料具有性质稳定、易于合成及电子迁移率高等优势,但是作为光电材料、催化材料及传感器材料等仍然需要不断改善其性能。本论文以ZnO纳米材料为基础,采用多种方法对ZnO纳米材料进行表界面修饰改性,分别获得灵敏度提升、选择性良好、工作温度有效降低及综合气敏性能优异的新型气体敏感材料,同时扩展了ZnO纳米材料的传感器应用范围,获得高效H2O2电化学传感器材料。论文的主要工作如下:采用化学偶联法对ZnO纳米材料表面修饰改性,以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为偶联剂,葡萄糖分子为碳源,所得前躯体经过高温碳化得到的ZnO/C异质结纳米材料。由于ZnO纳米材料表面包覆的均匀单质碳,ZnO/C异质结纳米材料比表面积由ZnO纳米材料比表面积16.2 cm2/g增加至33.8 cm2/g,使材料表面的活性位点增多及气体吸附能力增强。气敏性能测试结果显示,ZnO/C异质结纳米材料相比于纯ZnO纳米材料对还原性气体的灵敏度显著提升。采用自模板法以ZnO纳米棒为核心模板材料,其包覆层ZIF-8是ZnO纳米棒表面溶解的Zn2+与2-甲基咪唑反应生成,形成ZnO/ZIF-8核壳异质结纳米材料。由于ZIF-8为多孔材料,其表面孔径作为“分子筛”对不同尺寸气体分子进行过滤,其中,甲醛分子（2.43?）的动力学直径明显小于甲醇分子（3.63?）、乙醇分子（4.53?）和丙酮分子（4.60?）等干扰气体的动力学直径,即甲醛分子能够顺利通过ZIF-8多孔材料到达ZnO纳米材料表面,而其他干扰气体分子被ZIF-8多孔材料阻隔,从而获得对甲醛分子选择性提升的气体敏感材料。采用水热法制备的NiO/ZnO异质结纳米材料,通过XRD、SEM和TEM等直接手段与非对称I-V曲线的间接手段均证明ZnO纳米材料与其表面NiO纳米颗粒形成了p-n异质结。由于NiO/ZnO异质结纳米材料中p-n异质结效应引起的能带弯曲及载流子分离转移,使材料表面气敏状态下耗尽层吸附的敏感物质明显改变。气敏性能测试结果显示,NiO/ZnO异质结纳米材料相比于纯ZnO纳米材料工作温度由350°C降低至200°C,且获得灵敏度、响应恢复时间适中的气敏性能,表明NiO/ZnO p-n异质结纳米材料可有效降低气体传感器工作温度。采用微波水热法制备的Pt/ZnO/g-C3N4三维纳米材料,其结构以剥离的二维层状g-C3N4纳米片为基底,表面生长一维ZnO纳米棒阵列,其后通过化学还原沉积Pt纳米颗粒进行构筑。气敏性能测试结果显示,Pt/ZnO/g-C3N4三维纳米材料具有灵敏度高、选择性好和最佳工作温度低等优异的综合气敏性能,且在150°C和250°C时,分别对NO2和乙醇气体显示出较好气敏响应,即通过控制调节气体传感器工作温度,Pt/ZnO/g-C3N4三维纳米材料可作为双功能气体敏感材料使用。同时,通过Pt/ZnO/g-C3N4三维纳米材料中的协同效应、能带结构及良好的载流子输运效率等,如更长的电子寿命（τn）、更大的电子扩散系数（Dn）及有效扩散长度（Ln）,充分解释了其气敏机理和性能提升的原因。采用微波水热法制备的ZnO/g-C3N4多级分层纳米片结构。由于剥离的二维层状g-C3N4纳米片表面的活性位点增多,且ZnO纳米片微球镶嵌在层状g-C3N4纳米片之间可有效增加材料中载流子的传输,使ZnO/g-C3N4/FTO电极对H2O2分子检测灵敏度达到540.8μA/mM/cm2,其灵敏度可与部分贵金属修饰电极材料相比,且具有浓度检测范围宽、选择性及稳定性良好等优势,从而获得无酶无贵金属修饰的高效、稳定、低成本H2O2分子电化学传感器材料,并为ZnO纳米材料的传感器应用提供了新思路。