近些来,空气质量监测、工业生产排放监控、有毒气体监测、医疗诊断等领域对气体监测的需求增加,使得气敏传感器的相关研究进步非常的明显。基于金属氧化物的半导体型气敏传感器由于其高灵敏度、高可靠性和操作简易等优点,成为实时监测的首选类型。气敏传感器的基础与核心是敏感材料。传感器的气敏特性与材料的形貌、微观构造以及化学组成等密切相关。目前,很多研究都致力于开发新的方法与技术以期获得更高性能敏感材料。研究表明以金属-有机框架(MOFs)为前驱体制备金属氧化物的路径可以对材料形貌与微观组分等参数进行有效的调控,进而使得材料的气敏特性得到优化。本论文依据普鲁士蓝(PB)基本结构简单,易于调控的优势,以其为前驱体制备Fe2O3及其复合物。前期在花样状普鲁士蓝的基础上研究了转化温度对氧化物气敏性能的影响,而后设计并制备了立方与球体两种形貌的普鲁士蓝,研究其气敏行为。最后,首次实现了通过与p型氧化物Cu4O3复合构筑具有异质结结构的复合材料,降低了材料的工作温度,并极大的提升材料的灵敏度与选择性。主要研究内容包括:首先,利用水热法,在80℃条件下通过表面活性剂N-N二甲基甲酰胺(DMF)的控制得到了纳米花状形貌的普鲁士蓝,将其分别在350℃与550℃两种温度下煅烧得到Fe2O3-350、Fe2O3-550两种敏感材料,并研究两种材料气敏行为的差异。研究表明,在两种温度下得到的材料均能够很好的保持原有材料的形貌,并呈现出多级结构。气敏测试发现,在更高的温度下(550℃)得到的Fe2O3具有更好的气敏性能。两者的最佳工作温度为200℃。但是Fe2O3-550对5 ppm H2S的响应值为12.83,明显大于Fe2O3-350(对5 ppmH2S响应为7.54)。两者的响应-恢复时间都在分钟级别,响应时间分别为4.95与4.88分钟,恢复时间为18.28与16.59分钟。对不同气体的选择性测试表明Fe2O3-550具有良好的选择性能。同时,该材料能够在相对湿度波动很大的情况下保持很好的工作稳定性。随后的测试发现Fe2O3-550在ppb级别的浓度也表现得很好,并且在呈现出线形的响应关系,说明具有定量检测ppb级别浓度的能力。此外,Fe2O3-550在重复性以及重现性等反面都有很好的表现。其次,通过合成温度(80℃、140℃)与表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的控制得到了纳米球、纳米立方两种不同形貌的普鲁士蓝。在550℃热处理后得到了保持各自原形貌的两种Fe203,并以此为敏感材料制备传感器件。通过气敏测试系统测试,发现两种材料最佳工作温度在200℃,此时对5 ppm的H2S的响应分别为30.8、22.2。响应时间分别为2.44与1.85分钟,恢复时间分比为6.09与9.1分钟。与前述材料相比有了极大的提升。并且两种形貌的材料都具备良好的选择性。尤其对水分子的干扰具有表现出较强的耐受能力,即使在高湿度的条件下仍然能够很好地工作。两种材料都对ppb级别浓度H2S表现出很好监测能力,并且具备定量检测条件。同时在重复性能与长期稳定性方面都有极其优异的表现。总体上优于目前国内外报道基于纯相Fe2O3传感器对H2S的检测性能。最后,选择以纳米立方普鲁士蓝为研究对象,利用水热法,结合醋酸铜构筑具有异质结结构的复合材料Cu4O3/Fe2O3。按照Cu:Fe比例的不同制备了四种材料(0、1:10、1:15、1:20),制备气敏器件并进行系统性气敏性能测试。研究表明,当Fe:Cu为1:15时材料具有最佳气敏性能。与前面制备的敏感材料相比该材料的工作温度降低为100℃,与此同时其对2 ppm H2S响应达到59.23,灵敏度较纯相Fe2O3有了极大提升。而且其具有更加优异的选择性能,对100 ppm的丙酮、氨气、二氧化硫等基本不产生响应。同时材料仍然保持了在ppb浓度级别的良好表现,具有对低浓度H2S进行检测的能力。