三乙胺是一种易燃易爆的危险生产原料,对于人体的皮肤粘膜和神经系统损伤很大。目前,对三乙胺的探测普遍存在响应过慢、选择性差、稳定性差等问题,亟需构建快速、抗干扰的传感器实现对三乙胺的精准监测。众多类型的传感器中,金属氧化物半导体气体传感器安全稳定、使用寿命长,备受研究人员青睐,在三乙胺传感器中的占比逐渐增大。因此,对敏感材料的研究和优化尤为关键,合成出高效敏感材料,三乙胺检测过慢等问题就会有所改善。本论文从调控敏感材料的微纳结构出发,以制备出促进气体吸附、利于电子传输的金属氧化物半导体材料为目标,合成了具有更多吸附位点、活性位点或扩散介孔的氧化钨分等级结构、氧化铁微球、铁氧体和铁基复合氧化物,实现针对三乙胺的快速、稳定检测。表征了上述半导体材料的特征、提出了生长机制、三乙胺气敏机制。主要研究内容如下:1.设计制备出由单晶片互锁组装的中空WO3微球。通过研究不同反应时间的微纳结构,澄清了微球的生长机制,包含成核、成球和球体中空化三个步骤。微球对于50 ppm三乙胺的响应和恢复时间低至1.5 s和22 s。中空结构为三乙胺分子附着提供了更多的活性位点,缩短了气体扩散的路径;互锁结构降低了电子传输中跨越晶界势垒的能量损失。微球传感器是兼顾响应和恢复速度、选择性和稳定性的新型三乙胺传感器。2.设计合成出单晶棒有序排列的WO3纳米簇。探讨了反应时间和温度对样品形貌的影响,实现了结构优化。研究了相近微纳结构对三乙胺响应性能,发现纳米簇的三乙胺检测能力较强,具有响应时间短（1.5 s/50 ppm）、检测下限低（500ppb）和抗干扰能力强的优势。纳米簇对三乙胺的响应值是三甲胺的4.5倍,苯胺的30倍,乙醇、甲醛、丙酮等气体的100倍左右。纳米簇传感器适合在混合气体环境中快速检测三乙胺。3.设计制备了介孔Fe2O3微球。前驱体原位分解获得的微球具有大量深入球体的介孔。微球传感器对50 ppm三乙胺的响应和恢复时间为≤1 s和2.5 s,对100ppm以上的高浓度三乙胺可实现连续、快速检测,全程无明显电阻漂移。微球传感器适合在单一气体环境下超快检测三乙胺。4.设计并制备了不同微纳结构的金属–有机框架前驱体,前驱体衍生的NiFe2O4多面体在190°C对50 ppm三乙胺响应值为18.9。NiFe2O4多面体工作温度较低是主动引入大量的氧空位的结果。快速响应是多面体具有中空结构的原因。分析了比表面积和氧空位占比对于三乙胺性能的影响。5.设计并合成了由普鲁士蓝衍生的多孔ZnFe2O4/ZnO复合材料,并阐明了生长机制。多孔结构和异质结促使材料具备优异的三乙胺气敏特性,该材料工作温度为170°C,对100 ppm三乙胺的响应时间低至1 s,稳定性和选择性好,适合较低工作温度下超快、连续检测三乙胺。本论文合成的几种新颖钨基和铁基氧化物半导体材料表面活性较高,不但提升气敏过程中三乙胺分子的扩散、吸附和分解速率,而且降低材料中导带电子前往表面与物理吸附氧结合过程跨越晶界势垒的能量损耗。以上述材料为敏感涂层所构建的三乙胺传感器在农业、工业和日常生活等领域应用潜力较大。