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设计制备功能化复合材料是纳米材料领域的重要研究方向。以ZIF-8（zeolitic imidazolate framework-8,沸石咪唑骨架）和ZnO为代表的锌基纳米材料具有合成简单、性能稳定、环境友好等优点,在气体分离、气敏等领域有着重要的应用前景。本文主要围绕纳米材料与复合材料两个热点问题,通过制备GO（graphene oxide,氧化石墨烯）/ZIF-8复合膜和Au@ZnO纳米复合材料,并分别应用于气体分离和气敏中,来研究材料结构与性能的相互关系。具体内容如下:1.设计搭建气体分离膜性能测试系统膜分离由于其高效节能的分离方式而备受研究者的关注。但是,如何准确评价膜分离效果仍然是亟需解决的问题。针对此问题,我们设计并搭建了等压法测试气体分离膜分离效果的性能测试系统,并通过大量的检测数据来验证效果。2.GO/ZIF-8复合膜的制备及其气体分离性质的研究近一个世纪以来,由于气体分离膜在工业上得到广泛应用,引起了很多研究者的兴趣。但是,制备同时具有高渗透率、高选择性的气体分离膜仍然是个难题。针对这个问题,我们利用聚电解质PEI（polyethyleneimine,聚乙烯亚胺）,设计合成了包含ZIF-8纳米晶和GO纳米片的气体分离膜。ZIF-8纳米粒子里的窗口尺寸效应与GO纳米片一起,赋予了表面均匀超薄（400 nm）PEI/GO/ZIF-8复合膜良好的气体分离效果。在氢气甲烷分离中,当氢气透过性为6.3×10-8 mol m-2s-11 Pa-1时,复合膜的选择性为43。我们认为得益于方法的简便、易扩大及良好的分离效果,这种以二维纳米片和MOF纳米颗粒为构筑基元的制膜方法具有潜在的推广和应用前景。3.Au@ZnO复合纳米材料的制备及其气敏性质的研究我们通过溶剂热方法设计合成了Au@ZnO纳米材料,并研究了它们的气敏性质。我们设计这种Au@ZnO复合纳米材料,外层的ZnO多孔结构,一方面可以维持内部Au颗粒的稳定,又可以提供多孔气体通道,并且ZnO本身也具有较好的气敏性能。我们发现使用它作为气敏传感器对甲醛显示出了高灵敏和选择性。与多孔结构的纯ZnO材料相比较,Au@ZnO复合纳米材料在220摄氏度100 ppm甲醛的条件下,其甲醛气敏响应值比纯的ZnO纳米粒子高5倍（Au@ZnO为45.28,ZnO为8.86）。同时,我们从肖特基势垒的产生和高灵敏度的催化两个方面讨论了Au核对气敏性质的影响。