气体传感器提供快速、实时和原位的气体种类和浓度信息,对检测环境中的危险性和爆炸性气体具有重要作用。其中,由于制备简单、成本低廉且性能优异,半导体氧化物被广泛地应用在传感领域,特别是针对易燃、有毒和无味的气体的检测。硫化氢（H₂S）是一种有毒、易燃的气体,不仅腐蚀设备、污染环境,还对人体有极大的危害,当超过250 ppm时,会对人体造成不可逆的损伤,因此,H₂S的检测对于保护环境安全和人类健康至关重要。针对H₂S气体传感器目前广泛存在着的选择性差、恢复性差及工作温度过高的问题,研究者制备了具有独特的中空多孔球状结构钙钛矿材料La_0.5Li_0.5TO₃（LLTO）气敏材料,显著提升了其气体传感性能,然而,仍然存在工作温度过高的问题。本文以LLTO为研究本体,通过与半导体氧化物的复合、贵金属负载等构建异质结结构气敏材料,以期得到工作温度低、灵敏度高等的性能优异的传感器,具体研究内容如下:（1）采用溶剂热方法,制备了不同复合比例的In₂O₃/LLTO异质结材料,并对复合后的材料进行表征和气敏测试分析,进一步研究了其气敏工作机理。研究发现,复合材料的最低响应温度为200℃,In₂O₃的复合比例在7 mol%时,传感器达到最高响应。在最佳工作温度260℃下,对50 ppm的硫化氢的灵敏度达到了10.95,响应和恢复时间分别为2和3 s。在最低检测极限5 ppm的硫化氢浓度下,灵敏度为3.86。并且有良好的稳定性和选择性。In₂O₃/LLTO异质结气敏材料增强的气敏性能主要源于n-n同型异质结的界面效应及表面氧缺陷的共同作用。与纯LLTO相比,In₂O₃/LLTO异质结具有增强的能带弯曲,耗尽层变大,势垒高度增加,呈高电阻状态。在通入H₂S气体后,气体与表面吸附氧发生氧化还原反应释放出电子,降低晶界势垒高度,从而使材料的电阻快速减小,即对H₂S具有快速的响应。（2）采用溶剂热制备出LLTO本体材料,通过浸渍法,制备出不同复合比例的Ni O/LLTO异质结气敏材料,通过对复合后的材料进行物相结构和相貌表征以及气敏测试研究,结合能带理论探究了复合材料的气敏工作机理。研究发现,由于Ni O复合比例较少,在200℃～340℃的温度范围内均表现n型半导体的响应,Ni O的最佳复合比例为3 mol%,在最佳工作温度260℃下对50 ppm的硫化氢的灵敏度为9.35,响应和恢复时间1～2和3 s。这是由于Ni O/LLTO异质结接触面形成了耗尽层,从而造成更多的电子在材料和气体间发生交换,吸附氧增加,呈高电阻状态,通入H₂S后,发生反应造成耗尽层厚度减少,电阻快速降低,即对H₂S响应迅速。（3）采用溶剂热和浸渍法在LLTO本体材料上负载了Ag和Pd颗粒,并进一步研究了其H₂S气体传感性能。最佳复合比例2 mol%下,Ag/LLTO与Pd/LLTO气敏传感器的响应和恢复时间相差不大,对50 ppm的硫化氢气体的响应和恢复时间分别为1～2和2～3 s。其中,2 mol%Ag/LLTO传感器的最佳工作温度为300℃,该温度下对50 ppm的硫化氢的灵敏度为3.81;2 mol%Pd/LLTO材料在最佳工作温度240℃下,其对50 ppm的硫化氢的响应为3.143。Ag和Pd的负载均降低了材料的工作温度,这是由于金属与LLTO接触形成肖特基结,造成能带向上弯曲,造成高电阻;另一方面,贵金属通过催化作用,降低化学吸附的活化能,表面形成大量的氧缺陷,促进了反应的进行。