气敏传感器在工业、医疗、军事及日常生活中有着非常重要的应用。其中，半导体气敏传感器具有响应速度快、灵敏度高、易于加工以及成本低、便于携带等优点，成为应用最广泛的气体检测设备之一。二硒化钼（MoSe2）纳米材料是一种典型的过渡金属硫化物（TMCDs），具有类石墨烯的层状结构，较大的比表面积及可调的带隙使其在气体传感领域有着巨大的应用潜力。本论文采用水热法制备出具有两相复合结构的1T/2H-MoSe2纳米材料，研究了微结构及物相对MoSe2纳米材料气敏性能的影响。为提高1T/2H-MoSe2的气敏性能，采用金属颗粒修饰片层表面的方法，制备了基于Au@1T/2H-MoSe2及Cu@1T/2H-MoSe2纳米材料的气敏传感器，并测试了气敏性能。结合第一性原理计算，分析了物相及修饰对气敏性能影响的机理。主要研究内容如下：
　　（1）通过调控水热法的反应温度和反应时间，制备出不同微观形貌及物相的MoSe2纳米片。反应温度不变时，随着反应时间的增加，MoSe2纳米片层由小尺寸的团簇逐渐长大，后聚集成纳米颗粒状。同时，反应过程中2H相MoSe2会部分相变为1T相，形成1T/2H相异质结构，提高了材料的电输运能力。在200℃×16小时的反应条件下，制备出的MoSe2纳米片对NO2气体表现出了良好的气敏特性。若缩短反应时间，MoSe2纳米片结晶度较低；若反应时间延长，MoSe2团聚成颗粒状，减少了气体吸附的活性位点。第一性原理计算表明，与NH3、H2S和SO2相比，1T/2H-MoSe2对NO2气体的吸附具有较高的吸附能和较强的电荷转移能力。总结来看：最佳反应条件下制备出的MoSe2中1T相含量较高，具有良好的导电性能，暴露边缘的纳米片层结构可以提供更多的气体吸附位点，提高气敏性能。
　　（2）采用具有高导电性的金属纳米颗粒对1T/2H-MoSe2纳米片进行表面修饰，制备出具有复合结构的Au@1T/2H-MoSe2和Cu@1T/2H-MoSe2纳米材料，以提高对NO2气体的气敏性能。对于Au@1T/2H-MoSe2纳米片，Au颗粒尺寸大约为10nm，附着1T/2H-MoSe2片层表面，对NO2的响应提高了23.1%，且具有更快的响应时间。对于Cu@1T/2H-MoSe2纳米片，Cu颗粒的尺寸在30-50nm左右，显示出金属颗粒聚集的现象。基于Cu@1T/2H-MoSe2的传感器对NO2气体的灵敏度提高了41.7%，并且具有优异的动态响应-恢复特性。第一性原理计算表明，Cu@1T/2H-MoSe2晶体结构吸附NO2的吸附能高于Au@1T/2H-MoSe2和1T/2H-MoSe2晶体结构的吸附能，电荷转移能力也有所增强，有利于气敏反应的进行。金属纳米颗粒可以作为气体与材料反应的催化剂，提高气体与材料间的电荷转移速率，提高气敏响应性能。其中，Cu颗粒的修饰缓解了1T/2H-MoSe2纳米团簇的堆叠，暴露了更多的活性边缘，表现出对NO2更加优异的气敏响应。