随着社会科技的飞速发展,人工智能的进入生活,材料的感知能力越来越成为当代科技发展需求中的重要一环,而气体浓度传感器作为其中的重要分支也逐渐开始走进智能工厂等领域。氧化石墨烯（GO）作为高比表面积和高电子传输效率的代表,理论上能有效的提高传感器的气体选择性和灵敏度,二维平面结构的氧化石墨烯会使得表面的大部分碳原子裸露在空气中,这样为气体的吸附提供了较大的比表面积。此外氧化石墨烯的高电子迁移率使得表面一旦吸附气体,会很容易导致电阻的发生变化,而这一特性使氧化石墨烯有可能成为一种优异的气敏传感材料。为了探究氧化石墨烯材料在传感器件中的实际作用,本文旨在运用二氧化钛纳米管（TiO₂NT）和二氧化锡/氧化镍（SnO₂/NiO）两种传统的金属氧化物半导体作为复合材料主体,采用p-n异质结和化学键两种结合方式负载在GO上制备复合材料。通过电子扫描电镜（SEM）,电子透射电镜（TEM）,X射线衍射（XRD）,X射线能谱（EDS）,光电子能谱分析（XPS）表征分析,以及气敏传感器的灵敏度,响应时间,工作温度,重复性的数据分析,从两个方面说明GO的引入能在p-n结和化学键的两种复合结构下对材料的气敏响应时间,灵敏度都有促进作用,并且GO表面的有机官能团能提高气敏材料的选择性。两种结构的气敏测试对以后GO在气敏材料方面的研究具有深远意义,具体研究结果如下:采用改性Hummer方法制备GO,在不同煅烧温度下制备纳米TiO₂,并选用纳米管形貌的TiO₂作为复合材料的基底,获得p-n异质结结构的复合材料GO/TiO₂NT。通过SEM测试结果发现:TiO₂NT平铺在GO表面,形成一种物理的异质结构。X射线衍射结果证实了锐钛矿型二氧化钛的成功制备,并且不存在杂质峰。随后测定GO/TiO₂NT复合材料的气敏性能,结果表明,GO/TiO₂NT材料的最佳工作温度是250℃,对浓度0.3¹0ppm的丙酮具有良好的气敏性能,能有效识别环境中的丙酮气体,并且在相同浓度10ppm的甲醛,甲醇,氨气,甲苯,乙醇环境中GO/TiO₂NT对丙酮的灵敏度是其余气体4倍左右,其灵敏度的提高归因于p-n结中电子相对移动所形成的弯曲空间电荷区,促使GO/TiO₂NT复合材料在丙酮环境中具有更低的电阻,更高的灵敏度。为了探究GO在三元复合材料中对灵敏度的促进方式,实验进行了以GO为基底,在表面官能团上生长SnO₂/NiO的研究。首先采用共沉淀法制备SnO₂/NiO复合材料,在温度400℃煅烧2h后可获得结晶性良好的二元复合材料SnO₂/NiO,然后再通过水热法制备GO/SnO₂/NiO复合材料,其中GO作为基底,SnO₂/NiO在GO表面进行二次生长。XRD结果表明SnO₂/NiO的结晶性良好,XPS结果证明化学键Sn-O-C的存在,这是由于在GO和SnO₂/NiO之间形成化学键。最后将成功制备的GO/SnO₂/NiO复合材料涂覆在金电极表面进行气敏测试,结果发现在温度350℃条件下对浓度范围10⁵00ppm的丙酮均具有很好的响应,相较于复合材料SnO₂/NiO,GO/SnO₂/NiO的响应时间,恢复时间,灵敏度都有显著地提高。在温度350℃时对浓度50ppm的丙酮,其灵敏度是21.11,响应时间仅为5s,恢复时间为150s。经过连续一个月（6次）周期性的重复测试后,GO/SnO₂/NiO的气敏响应依然能够保持在95%以上的灵敏度,并且灵敏度与不同浓度的丙酮保持较好的线性关系,表明气敏材料的气敏性能非常稳定。这两种氧化石墨烯作为基底的复合材料设计在传感器领域的研究上是一种新的思路,并且本文对气敏机理进行试探性的解释,能有效的通过理论联系实验数据,这为氧化石墨烯在传感器方向上的研究奠定了基础。