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近年来,诸如ZnO、SnO2等的金属氧化物半导体(MOS)由于价格低廉、结构简单、气敏性能优异并且能与微电子电路兼容在气体传感器领域得到了广泛的研究。纳米材料由于具有特殊的表面性质而迅速发展并被应用于各个领域,在半导体气体传感器的研究中,越来越多的金属氧化物纳米材料被设计和开发用于敏感材料,以寻求更好的气敏响应。模板法是常见的获得特殊形貌纳米材料最简单的方法之一,利用模板法已成功制备出纳米管、纳米球、纳米花等具有极高比表面积的纳米材料,细菌纤维素具有特殊的三维网状结构并且易于去除、可生物降解、可工业生产,是一种新兴的生物模板。本论文工作主要以合成金属氧化物纳米材料为主要研究内容,利用表面富含羟基官能团的细菌纤维素为模板,通过可控限量吸附金属离子,并简单热处理后,获得了三维多孔的金属氧化物,展现了良好的气体传感性能。通过二元复合材料的协同作用以及外加光照的形式增强传感器的气敏性能,具体的研究内容如下:1.以细菌纤维素为模板,Co(NO3)2为前驱体盐溶液制备Co3O4,并探究了Co(NO3)2溶液浓度对于Co3O4形貌的影响,结果表明浓度为0.1 M时,合成的Co3O4能够保持最佳的三维网状结构,同时将此方法拓展到其他金属氧化物的制备,得到三维多孔的金属氧化物。2.以细菌纤维素为模板制备了 Co3O4/ZnO复合材料,气敏测试结果表明,复合物对丙酮表现出最优异的气敏性能,对100 ppm丙酮的响应值达到63.7,是纯的ZnO传感器的26.5倍,并且复合物对丙酮响应的最佳温度也从240℃降低到 180℃。3.研究了室温下光照对ZnO和Co3O4/ZnO复合材料传感器对NO2的响应,同时讨论了波长和光照强度对于灵敏度的影响,实验结果表明,紫外光激发能够明显增强ZnO和Co3O4/ZnO复合材料对NO2的响应,并且灵敏度随着光照强度的增加呈现先增大后减小的趋势,321μW/cm2下Co3O4/ZnO复合材料对5 ppm NO2的响应为35.54,是同样情况下的ZnO的12倍,是黑暗状态下的ZnO的20倍,是黑暗状态下Co3O4/ZnO复合材料的13倍。