氧化钨（WO₃）是一种宽禁带（2.6-3.2e V）的金属氧化物半导体,因其在电致变色材料、光催化剂和太阳能电池电极中的应用而被广泛研究。近年来,环境问题日益引起关注,因为WO₃具有良好的气敏功能,基于纳米WO₃气敏材料制备及性能研究也成为传感材料领域热点方向。本文针对WO₃纳米复合材料的制备及其气敏性能进行了系统研究,并取得了一些研究成果,结果如下:1、通过水热法制备了具有不同纳米结构的WO₃并进行了相关结构调制分析与研究。结果表明通过调节辅助剂H₂C₂O₄的浓度,可以使样品的形貌从微球状改变为纳米带状结构。在纳米带状WO₃的生长过程中,作为结构导向剂的K₂SO₄的浓度是重要和敏感的。我们提出了一种机制来解释WO₃不同纳米结构的生长,辅助剂H₂C₂O₄可在合适的化学环境中诱导定向附着生长,不同纳米结构的形成主要取决于反应环境与导向剂之间的竞争与平衡。进一步地,系统研究了不同纳米结构的NO传感性能。测试结果表明,纳米带状WO₃具有更好的NO气敏响应,这可能是由于纳米带结构具有的带状形貌和较好的结晶度。在140oC的最佳工作温度下,纳米带状WO₃所制成的气敏传感器对5 ppm NO（Rg/Ra=112）的响应最佳,且具有良好的NO选择性气敏特性。结果表明,WO₃纳米带结构是一种很有前途的NO气体传感器。这将有助于进一步研究不同WO₃纳米结构的合成及其气体传感应用。2、系统研究了水热过程中反应腔内PH值对WO₃纳米结构的调控影响。结果表明,p H值较高时,得到的是由纳米枝组合起来的球状WO₃·0.33H₂O,p H较低时,得到的是纳米块状的WO₃·H₂O。随着p H值进一步减小,得到的产物仍然是WO₃·H₂O,相结构没有发生改变,但样品晶粒却由方形逐渐变得不规则。之后,在合成纳米晶块WO₃的过程中引入H₂C₂O₄作为螯合剂,在Na₂WO₄·H₂O和H₂C₂O₄摩尔比1:1的情况下制备出了由纳米片自组装而成的分级球状结构。研究该分级结构的NO₂气敏性能发现,分级球状WO₃对10ppm NO₂的响应高达650,是纳米块WO₃灵敏度的6倍。3、研究了Au修饰后的WO₃分级球状结构的气敏性能,研究结果表明:Au修饰后的球状WO₃在工作温度为80℃的情况下10ppm NO₂的响应达到1850,是未修饰前的3倍。同时分析了贵金属修饰WO₃分级球状结构气敏性能增强机理,相比于纯WO₃,当自组装WO₃微米球被小的Au纳米粒子修饰时,电子损耗层比纯WO₃纳米更厚。修饰的Au纳米颗粒可以作为催化剂,促进空气中各种氧离子的转化,导致吸附氧的量增大,从而加速Au-WO₃传感器表面的电子损耗。同时Au修饰也导致了化学吸附的氧种类和活性位点显著增加。这些活性位点有利于NO₂分子在WO₃微球表面的快速扩散和传输,从而促进了从WO₃微球导带中捕获额外电子,提高了气敏响应。