层状材料因自身的各向异性而具有独特的物理化学性质,从而为人们提供了广阔的应用前景。作为层状材料中的一员,铋基化合物因其低毒性、稳定性等特性已逐渐成为材料、物理、化学等领域的明星材料。近年来,铋基纳米材料在热电、光催化、传感器等领域的应用成为科研工作者关注的重点。尽管如此,目前铋基纳米材料在传感器的领域研究仍相对较少。本文以铋基化合物及其相应异质结复合物为研究对象,旨在借助制备过程简单的原位合成方法,获得形貌规整、尺寸均一的纳米材料,并利用其作为敏感材料,探究气敏元件的组成、结构等与乙醇气体传感性能的关系。具体研究结果如下:1.利用简单的一步水热法合成了结晶性良好的Bi₂S₃纳米线,并详细解释了液相条件下纳米线的生长机理,并采用不接触、不损伤样品的表面光电压技术探究Bi₂S₃纳米线对乙醇的响应性能。研究发现,常温下的Bi₂S₃纳米线对乙醇气体的响应要强于传统的粉末材料,且基于Bi₂S₃纳米线的表面光电压传感器在低浓度乙醇气氛中仍具有高的响应和良好的选择性。2.基于第二章工作中,一维纳米材料可实现器件良好的响应性能的基础上。为进一步提高材料的响应性能、降低传感器的功耗,本章欲通过构筑n-n同型异质结获得比表面积大的敏感材料,同时结合电阻型气体传感器的优势来构筑定量且性能优异的乙醇气敏元件。首先合成Bi₂WO₆微球,随后采用简单的一步原位离子交换法合成出Bi₂S₃/Bi₂WO₆异质结微球,紧接着制备出基于不同组份比Bi₂S₃/Bi₂WO₆复合材料的气敏元件,并首次探索基于Bi₂S₃/Bi₂WO₆复合微球气敏元件对乙醇气体的响应。研究表明,基于该复合异质结微球的气敏元件对乙醇气体有良好的选择性。与大多数报道的290°C以上工作温度的研究成果相比,该工作制备的Bi₂S₃/Bi₂WO₆异质结气敏元件的最佳工作温度为210°C,有明显降低趋势。其中Bi₂WO₆与硫源TAA的摩尔比为2:10时所得的Bi₂S₃/Bi₂WO₆为最佳组份。在相同条件下,对50 ppm乙醇响应性能最佳响应值为15.0。响应-恢复时间为6 s和8 s且低浓度下有良好的线性相关性可用于定量检测。3.由于p-n结是构筑众多器件的基础,通过构筑p-n异型结获得比表面积大且体电阻大的敏感材料,同时结合传统电阻型气体传感器的优势来构筑性能优异的乙醇气敏元件。以BiOI为前驱体,采用原位离子交换法合成具有不同组分比Bi₂WO₆/BiOI复合微球,并首次对其进行气敏性能测试。研究表明,基于Bi₂WO₆/BiOI复合材料气敏元件也对乙醇气体有良好的选择性。但是,不同的气敏元件有不同的最佳工作温度和灵敏度。其中,70%Bi₂WO₆复合物所构成的气敏元件对50 ppm乙醇的灵敏度最高,响应可达13.9。虽然该气敏元件的最佳工作温度（290℃）相比已报道的Bi₂WO₆气敏元件并未降低,但该传感器的性能（如灵敏度和选择性）均有所提高。同时,对气敏响应及响应增强的机理做了相关解释。