工业化带来了经济发展,但其负面影响之一是环境污染愈发严重,研究表明世界90%的人口每天都在呼吸被污染的空气。而且由于人们花费90%的时间在住宅,医院、办公室、教室等等室内环境中,各种室内污染气体时刻都在危害人体健康,故室内污染气体的检测和消除非常有必要。气敏传感器担任着检测室内污染气体的重任,其中半导体金属氧化物（MOS）气敏传感器以其方便易携带、灵敏度高、稳定性好、制备成本低等优点备受关注。在MOS中,ZnO材料因为具有廉价无毒、制备简单、稳定性好、光电性质独特等特点,已被广泛应用到检测有毒有害气体的传感器件中,但是其灵敏度低和工作温度高等问题还未完全解决。研究发现,构筑多维结构是提高ZnO气敏传感器气敏性能的有效方法。基于以上背景,构筑一种三维的ZnO结构,使其可以降低ZnO材料对室内污染气体检测的工作温度,提高对低浓度室内污染气体检测的灵敏度成为我们的目标。因此,本文采用低成本的水热法制备了ZnO三维花状结构,并通过XRD、SEM、吸收光谱、拉曼光谱和PL光谱对合成的样品进行了性质表征和分析。通过对三种代表性室内污染气体（甲醛HCHO、LPG、NO2）进行检测,研究样品对室内污染气体的气敏性能。为了进一步提高花状ZnO的气敏传感性能,我们还对花状ZnO进行了Cd元素掺杂。本文通过对三维ZnO纳米花及其Cd掺杂样品的实验研究,我们得到了如下结果:（1）成功合成了ZnO三维纳米花状结构,材料为六方纤锌矿晶体结构。材料具有较好的结晶度和较窄的禁带宽度（3.23e V）。Cd离子掺杂之后材料仍然为三维花状结构和六方纤锌矿晶体结构,且其纳米花的表面上出现了更多微小的纳米棒,提升了其比表面积。而且Cd掺杂使ZnO材料的带隙进一步降低（3.17e V）,并调整了缺陷含量,使材料中施主缺陷比例增多。（2）三维花状ZnO材料降低了ZnO材料对三种室内污染气体的检测工作温度。相比于文献报导中许多ZnO材料200℃以上的工作温度,由于材料的高比表面积和较窄的禁带宽度,对甲醛气体、LPG、NO2气体的最低检测温度分别为140℃,110℃和80℃,降低了60℃-120℃以上。掺杂Cd离子之后,材料施主缺陷比例增多、带隙减小和比表面积增加,进一步提升了材料低温性能,对甲醛气体的最低工作温度从140℃降低至110℃;对NO2气体的最佳工作温度从110℃降至80℃,最低工作温度从80℃降低至60℃。（3）三维花状ZnO对甲醛和LPG表现出了较低的浓度检测限,分别为5ppb和5ppm,基本满足室内检测甲醛气体和LPG气体的要求,但是其灵敏度不高,分别为1.7和2.55。掺杂Cd离子之后,材料提升了在检测限时的灵敏度,对5ppb的甲醛的灵敏度提升了2.92倍,对5ppm的LPG灵敏度提升了3.05倍,分别为4.98和5.68。Cd离子掺杂还降低了对NO2气体的浓度检测限,从500ppb降低至50ppb,灵敏度为1.79,满足了室内检测NO2气体标准的要求。（4）三维花状ZnO对三种气体的气敏检测具有较好的可重复性,对三种气体的重复性测试中灵敏度变化率在1.7%-6%之间。Cd离子掺杂之后重复率有微小下降,材料变化率在11.3%左右。Cd掺杂花状ZnO还具有一定的长期稳定性,一个月后对50ppb的NO2气体的灵敏度下降了16.3%。