基于简单二元氧化物半导体纳米结构的气敏传感器，已经从合成、结构表征和性能研究等发展到了器件应用时代。比起常见的二元氧化物传感器，诸如三元氧化物钙钛矿或尖晶石结构（例如ABO3或AB2O4, A, B:金属阳离子）的多阳离子金属氧化物通过改变组成而具有更大的自由度来调节传感器的性质。中空结构的纳米材料因为其密度低、比表面积大、高孔隙率和表面渗透性能，这将使得它们在传感器领域中具有巨大的应用潜力。本论文用水热法制备了α-Fe2O3空心球、Zn2SnO4中空立方体和Zn2SnO4空心球，用静电纺丝法制备了纯Zn2SnO4空心纳米纤维和La掺杂的Zn2SnO4空心纳米纤维。主要研究工作总结如下：　　1.用乙二醇（EG）作为溶剂、不用任何模板一步水热法制备赤铁矿（α-Fe2O3）空心球，并应用到气体传感器中。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产品的结构和形貌做了表征。结果表明制备的α-Fe2O3空心球样品的平均直径为250 nm，具有光滑的表面，而且是由直径约为50-70 nm的小颗粒聚集构成的。基于α-Fe2O3空心球传感器在280℃时，对甲醇表现出良好的气体检测性能，并且在较低浓度10 ppm时的响应值达到25。此外，我们对α-Fe2O3空心球传感器的气敏机制做了进一步分析。　　2.通过水热法分别合成Zn2SnO4实心和空心立方体纳米结构，高温退火处理后，通过SEM、TEM和XRD表征形态和结构。同时，提出了空心立方体可能的形成机理。根据实验结果进行比较，空心Zn2SnO4立方体比实心立方体表现出更高的响应和更快的响应/恢复特性。在工作温度为260℃时，Zn2SnO4空心立方体传感器对200 ppm丙酮的响应为141.7，是实心立方体响应值（41.9）的3倍。响应/时间的显着减少不仅归因于气体通过中空结构获得与表面接触的更多机会，而且由多个交织的花瓣状构造成的纳米花。　　3.多孔ZnO、SnO2和Zn2SnO4纳米空心球是用碳球作为模板，水热合成并结合煅烧形成的。样品的结构、形貌和气敏性能通过X射线衍射（XRD）、电子显微镜、X射线光电子能谱（XPS）、Brunauer-Emmett-Teller（BET）和气体检测测量装置表征。研究表明各种反应参数如模板尺寸和合成材料对壳结构的形成有重要的影响。与对应固体相比，所获得的样品的中空结构被用作气体传感器，并且对一系列气体（特别是关于丙酮）显示出气敏性能的明显改进。Zn2SnO4空心球对丙酮的灵敏度和响应/恢复时间均优于多壳层ZnO和SnO2核壳结构空心球，并且相较ZnO和SnO2的工作温度（240℃），锡酸锌的工作温度（200℃）较低，Zn2SnO4空心球可能的形成机理和丙酮气敏机理也被进一步研究。　　4.通过静电纺丝单轴针管技术合成中空多孔纯和La掺杂Zn2SnO4纳米纤维，并成功应用于气体传感器。通过XRD、SEM和TEM表征纳米纤维的结构、形貌和尺寸。并对Zn2SnO4纳米纤维传感器丙酮气敏性能做了研究。La掺杂的Zn2SnO4中空纳米纤维比纯Zn2SnO4中空纳米纤维传感器不只对丙酮具有优异的选择性、高响应（对200 ppm的响应值为131）和快速响应/恢复能力（吸附7 s和解吸9s）的气敏性能，而且还将工作温度从240℃降低到200℃。这些结果表明，特殊的中空多孔La掺杂的Zn2SnO4纳米纤维结构可用作制造高性能丙酮传感器的传感材料。最后还讨论了La掺杂的Zn2SnO4中空纳米纤维的丙酮检测机理。