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随着工业化的迅速发展,有毒有害气体的肆意排放给生态环境带来严重污染,给人类生活带来极大的危害。氧化亚铜（Cu2O）是p型氧化物半导体材料,具有优异光电特性和气敏特性,其形貌和结构直接决定其物理性质与应用潜力。本文通过简单的溶剂热法,在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的协同下,通过改变合成条件,得到多种形貌氧化亚铜纳米材料,采用SEM、XRD、TEM、氮气吸附等多种手段对产物的形貌及结构进行表征,揭示氧化亚铜各种形貌的生长机理,同时研究不同形貌氧化亚铜对NO2的气敏性能。作为拓展应用,本文还以氧化石墨烯（GO）为基体,超声辅助法构筑了氧化亚铜/还原氧化石墨烯多级复合纳米结构,并研究了石墨烯掺杂量对复合材料的气敏性能影响。主要取得的成果及创新点如下:1.利用PVP K30作为表面活性剂,通过简单的溶剂热法成功合成出花状多孔氧化亚铜微/纳结构（Cu2O-1）。利用XRD和SEM进行了表征;通过氮气等温吸附曲线分析表明其属于介孔材料,比表面积为44.232（m2/g）。通过改变反应物浓度,表面活性剂浓度,反应温度,反应时间可以精确调控出不同形貌的氧化亚铜微/纳结构（如合成球状和棒状共同组装成的Cu2O-2及较为疏松的纳米棒组装成的网状结构Cu2O-3）。我们对花状氧化亚铜合成机理进行了探讨,认为PVP K30作为形成花状氧化亚铜纳米结构的模板,并推测其可能的合成过程。因为高比表面积和独特的多孔结构使其对有害气体NO2具有较好的敏感度,在NOx气体检测方面有潜在的应用。验证了金属氧化物气敏元件的工作温度对其气敏性能有较大的影响,本实验中合成的氧化亚铜气敏材料的最适工作温度是250℃。花状结构的氧化亚铜对NO2气体的检测限为8.5ppm。通过比较合成的三种形貌氧化亚铜的气敏性能,发现Cu2O-3气敏材料对同等浓度NO2气体的响应灵敏度最高,最高可达43.09%。我们推测这主要因为其比表面积大和开放式结构可以更好的捕捉NO2气体以及纳米棒结成的网状结构可以提供电子传输通道。2.通过和其它结构复合（如石墨烯）也是提高Cu2O气敏性能的一种方法,本文采用改良的hummers方法制备出氧化石墨烯,运用超声辅助法制备不同石墨烯掺杂量的花状氧化亚铜-还原氧化石墨烯复合材料,拉曼光谱测试和XRD粉末衍射结果表明在超声辅助复合阶段GO已经被还原为rGO,扫描电子显微镜证明花状氧化亚铜已经成功均匀负载在还原氧化石墨烯上。通过气敏实验证明,花状氧化亚铜-还原氧化石墨烯复合材料最适工作温度下降到210℃,对NO2气体的检测限降低为3.4ppm,灵敏度提高最高可达62.89%。这主要是因为rGO的比表面积较大,可以帮助氧化亚铜更好的捕捉NO2气体,同时rGO作为载体可以很好的提高电子传输能力,使空穴浓度增加较多。氧化石墨烯掺杂量为9%时,Cu2O-rGO（10:1）气敏材料的气敏性能较好。