随着工业生产安全,环境污染等问题倍受关注,迫切需要对室内外环境污染物进行有效地检测,因此,我们对传感器的性能提出了更高的要求。近几年,MoS₂因其可调节的形貌和片层结构以及随层数而改变电学和化学特性,使其成为独特且极具潜力的传感材料。但是,MoS₂作为室温气体传感材料,其检测灵敏度低,恢复时间长以及无法完全恢复是目前面临的主要问题。因此,为了有效解决这些问题,在本论文研究中,通过采用不同的原料和合成方法,以MoS₂纳米片的垂直生长和构建MoS₂与多种材料形成异质结构为策略,设计构建MoS₂基复合材料结构与气体传感器性能的构-效关系,并进一步围绕调控MoS₂片层的厚度,复合材料孔隙度和电导率等性能,系统研究MoS₂纳米复合材料室温下对NO₂气体传感性能（如灵敏度,响应-恢复时间,选择性,稳定性等）。本论文主要开展了以下工作:首先,探索了敏感材料孔隙度和异质结对气敏性能的影响。即以独特的三维分层结构的多孔生物质炭为模板,采用水热法合成MoS₂-WO₃/BC（BC为生物质炭）异质结纳米复合材料。结果表明,MoS₂-WO₃/BC复合材料对室温NO₂检测展示出较好的灵敏度（R_a/R_g=47.45,100 ppm）且响应时间较短,检测极限可达到10 ppb。该传感器的优异性能归因于复合材料的孔隙度和比表面积以及MoS₂纳米薄片与WO₃颗粒之间异质结的协同作用,更有利于电子传输并为NO₂气体吸附提供了更多的活性位点。其次,我们进一步探索了敏感材料孔隙度、电导率以及MoS₂片层厚度对气敏性能的影响。通过冷冻干燥和热分解,使MoS₂纳米片垂直生长在多孔g-C₃N₄纳米薄片表面,构建了三维MoS₂/g-C₃N₄复合材料。得益于其多孔结构、较大的比表面积和高度暴露的边缘活性位点以及优异的导电性,这种复合材料对NO₂气体表现出优异的室温气敏传感性能。该传感器对50 ppm NO₂气体显示出高响应（R_a/R_g=61.07）和短响应/恢复时间（2.1s和35.7 s）。传感器的检测极限达到10ppb,并具有长期稳定性。最后,我们探索了敏感材料中MoS₂纳米片层的厚度,生长取向和电导率对气敏性能的影响。本实验研究在少层的Ti₃C₂T_x MXene的表面上合成层数和生长取向可控的MoS₂,并且进一步用密度泛函理论（DFT）计算,揭示了MoS₂-Ti₃C₂T_xMXene（MSMXs）在分别含有Mo或S缺陷时气体吸附特性。其中FV-MSMX（少层垂直生长MoS₂-Ti₃C₂T_x MXene）复合材料,因其较大的比表面积、MoS₂高度暴露边缘位点、适量的Mo或S缺陷以及复合材料出色的导电性能,通过MoS₂与Ti₃C₂T_x之间形成大量的Mo-O键形成电子转移的快速通道。因此,该复合材料对低浓度NO₂室温条件下表现出极其出色的气体传感性能:对1 ppm NO₂气体表现出了高响应值（R_a/R_g=27.3）,和较快的响应和恢复时间（分别是16 s和45.3 s）。此外,检测极限可达到30 ppb,并且具有长期稳定性和可完全恢复的性能。