金属氧化物型半导体气体传感器由于成本低、性能良好和操作简单而受到广泛关注。传感材料的微观结构和形貌对于气体传感器的性能有着较大的影响,单一的纯金属氧化物材料对气体的选择性差、性能低。有鉴于此,对传感材料进行各类改性的研究势在必行。多元金属氧化物中空多壳层纳米材料可用于改善传感材料的传感性能。这种材料的特点为:1.中空材料一般都具有较大的比表面积,在与待测气体反应时能够提供更多的反应活性位点;2.中空材料能够促进气体的扩散,提高材料的利用率,使其十分广泛的应用在气体传感中。本论文采用合成中空材料中较简易的自牺牲模板合成方法,制备了ZnFe₂O₄中空核壳纳米微球、Ni-Co氧化物多壳纳米微球以及Fe³⁺掺杂NiO纳米微球材料。自牺牲模板法合成ZnFe₂O₄中空核壳纳米微球。利用XRD、SEM、TEM、XPS、BET等表征手段,对ZnFe₂O₄中空核壳纳米微球的组成、形貌、结构进行了分析。以ZnFe₂O₄作为传感材料制成了气敏元件,并对其进行了气感性能测试。实验结果表明:ZnFe₂O₄中空核壳纳米微球对丙酮气体有较高的响应,说明该材料对检测丙酮气体具有一定的应用潜力。基于配位聚合物自牺牲模板法合成了复杂的多壳多孔金属氧化物微球（Ni-Co氧化物、Co₃O₄和NiO）。混合氧化物微球的尺寸为0.8-1.0μm,多壳层。应用于气感测试时,该复合物对二甲苯表现出显著的选择性（例如,Sxylene/Sethanol=2.69）、较高的灵敏度（在255℃下对5 ppm二甲苯的响应值为11.5）、短的响应和恢复时间（6和9秒）、良好的循环性和长期稳定性（在30天的时间内进行连续运行测试,灵敏度降低了约9.5%）。一系列的测试结果表明,这一复合材料能够有力的解决二甲苯传感问题。当然,这里报道的复合材料也可以应用到表面科学等其它相关领域。采用自牺牲模板法合成了多壳NiO微球。微观形貌表征显示:NiO微球的直径约为500 nm,具有三个壳层。应用于气体传感时,纯NiO微球对丁醇的气体响应值在140℃时为6.8。为了提高气体响应,选择Fe³⁺作为掺杂剂来优化NiO基气体传感器的气体响应。通过比较气体的传感响应、选择性和其它参数,来控制Fe³⁺的不同掺杂量,并确定Fe³⁺在NiO材料中的最佳掺杂量。这里,1.92Fe-NiO复合物对100 ppm丁醇的响应值达到45.1,约是纯NiO在140℃下的7.0倍,实现了对丁醇的选择性检测。