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大气污染是当今人类社会面临的一大问题,对空气中有毒有害及易燃易爆气体的准确、实时和快速检测十分必要且意义重大。金属氧化物半导体式气体传感器因具有制作简单、成本低廉、操作方便以及易于实现在线实时检测的优势在近年来得到了长足的发展。随着经济的发展和科技的进步,在环境监测、生产安全、农业生产以及医疗诊断等领域都对气体传感器的性能提出了更高的要求。探索开发新型敏感材料成为构建高性能气体传感器的关键。本论文针对传统二元金属氧化物敏感材料组分单一、活性位点有限、气敏特性调控空间较小的问题,利用三元金属氧化物结构和组分构成易于调控的特点,从敏感材料的设计合成入手,瞄准反尖晶石结构三元金属氧化物Zn2SnO4化学和热稳定性好、合成参数对产物形貌结构和组分构成具有灵活调控作用的优势,构建了具有不同形貌及组分构成的Zn2SnO4基复合产物,并将其应用于易挥发有机化合物（VOCs）气体的检测中。仅通过控制合成参数,对敏感材料进行形貌调控及异质结构筑,实现传感器气敏特性的提升。同时,将双金属修饰的气敏特性优化策略应用于Zn2SnO4基复合材料体系,为构建高性能三元金属氧化物基气体传感器提供了新思路。本文的具体研究内容如下:（1）根据水热反应温度和反应时间对产物形貌结构的调控作用,合成了具有八面体、纳米片以及纳米花三种不同形貌结构的Zn2SnO4敏感材料并应用于乙醇的检测中。其中,纳米花结构的构建有利于气敏性能的提升,以其为基体材料,通过溶液浸渍法在其表面修饰Ni O,制备了具有p-n异质结构的花状Ni O/Zn2SnO4复合敏感材料。气敏特性测试结果表明,花状Ni O/Zn2SnO4对乙醇展示出良好的气敏特性。与Zn2SnO4相比,Ni O/Zn2SnO4基气体传感器的最佳工作温度从255°C降至230°C,对100 ppm乙醇的响应值为46.5,提高至修饰前的2倍,响应时间和恢复时间分别是3 s和16 s,并且展示出良好的选择性与稳定性。由纳米片构成的花状结构、Ni O与Zn2SnO4之间的p-n异质结对界面处电荷转移的促进作用以及Ni O对乙醇的催化协同作用能有效提高Ni O/Zn2SnO4复合敏感材料的气敏特性,为接下来的实验设计提供了理论基础和可行的研究思路。（2）采用两步法制备复合敏感材料时通常面临着制备过程较为复杂且产物结晶性较差的问题,导致气体传感器的长期稳定性或恢复特性不佳,不利于大规模应用。水热法合成Zn2SnO4时,作为矿化剂及调节水热前驱体p H值的Na OH用量对产物的组分构成起关键的调节作用,因此,通过合理控制水热合成过程中Na OH的用量,一步简便快捷地制备了形貌均匀的片状Zn O/Zn2SnO4复合材料。气敏特性测试结果表明,Zn O/Zn2SnO4复合材料对甲醛气体具有良好的气敏特性,在160°C下对100 ppm甲醛气体的响应值达22.5,检测下限为0.5 ppm,选择性及稳定性良好。与单一Zn2SnO4及Zn O相比,复合材料对100 ppm甲醛气体的响应值分别提高了120%和80%,展示出更好的选择性和更低的检测下限。复合敏感材料中Zn O和Zn2SnO4之间的n-n异质结构能有效促进界面处的电子转移过程,进而显著提高传感器对甲醛的选择性及响应值。（3）采用变温水热合成的方式制备了由SnO2纳米针和Zn2SnO4纳米片构成的复合花状SnO2/Zn2SnO4敏感材料,讨论了水热反应温度及反应时间对产物组分构成和形貌结构的影响,对复合花状结构的形成机制进行了探讨。通过对敏感材料进行组分和形貌结构的双重调控提升传感器的敏感特性。复合花状SnO2/Zn2SnO4对丙酮显示出良好的气敏特性,在255°C下对100 ppm丙酮的响应值为23.2,检测下限为0.2 ppm,选择性及稳定性良好。SnO2/Zn2SnO4的复合花状结构有利于气体在敏感材料中的扩散,能够为气体的反应提供更多活性位点,从而提高传感器的敏感特性,同时,该敏感材料优异的气敏特性也来源于SnO2和Zn2SnO4之间的n-n异质结构及其协同作用。（4）将双金属修饰应用于SnO2/Zn2SnO4复合材料气敏特性的提升。以SnO2/Zn2SnO4微球为基体材料,采用抗坏血酸（AA）还原的方式制备了贵金属修饰的Au-SnO2/Zn2SnO4、Pd-SnO2/Zn2SnO4及双金属修饰的Pd Au-SnO2/Zn2SnO4复合敏感材料。气敏特性测试结果表明双金属修饰的Pd Au-SnO2/Zn2SnO4对丙酮展示出优异的气敏特性,在255°C下对10 ppm丙酮的响应值达10.4,检测下限为0.2 ppm,有利于实现低浓度丙酮的高灵敏检测。贵金属修饰能够提升SnO2/Zn2SnO4基气体传感器的敏感特性,其中以Pd Au双金属修饰的提升效果最为明显,其显著提升的气敏特性源于双金属电子敏化和化学敏化的共同作用以及Pd和Au的协同和催化作用。本论文立足于敏感材料的设计合成,利用合成参数对三元金属氧化物Zn2SnO4形貌结构和组分构成的灵活调控作用,通过Zn2SnO4基复合材料的制备和气敏特性研究,系统地探究了合成参数对敏感材料形貌结构和组分构成的影响以及其与气敏特性之间的关联规律,为高性能三元金属氧化物基气体传感器的构建提供了实验基础和新的研究思路。