本论文以氧化石墨、氯化铁或硝酸铁以及氢氧化钠或尿素为主要原料,以丙三醇或水为主要溶剂,采用溶剂热或水热的方法制备得到小片状、饼状和类球状α-Fe₂O₃/rGO复合材料。通过添加醋酸铜,采用水热法制备得到Cu O/α-Fe₂O₃/rGO三元复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂吸附-脱附和能量发散X射线荧光（EDXRF）对上述四种复合材料进行了详细的结构的表征。结果表明,小片状复合材料中,小片状α-Fe₂O₃均匀的分散在rGO表面,小片直径大概在40～50 nm,厚度约为10 nm;饼状复合材料中,饼状的α-Fe₂O₃与rGO片层均匀的包裹在一起,饼状的直径大概在100 nm,厚度约为20～30 nm;类球状复合材料中,由小纳米粒子堆积的类球状α-Fe₂O₃均匀的分散在rGO片层中,堆积起的纳米类球直径约为40～50 nm。Cu O/α-Fe₂O₃/rGO三元复合材料形貌是由直径大约为50～60 nm的小粒子均匀地分散在rGO片层上。纳米粒子的存在有效地解决了rGO片层的团聚问题。将这四种复合的材料分别制作成为薄膜型的气敏元件,对CO、HCHO、H₂S、NH₃、C₂H₅OH、NO₂进行室温气敏性测试。结果显示,四种复合材料对NO₂都有着较高的灵敏度和较好的选择性。纳米材料的形貌对气敏性有一定的影响,在三种形貌的复合材料中,类球状的室温时对NO₂气敏性最好。检测90 ppm的NO₂时,其灵敏度可达150.63%,最低检测限可达到0.18 ppm。在相同测试条件下,CuO/α-Fe₂O₃/rGO气敏元件对90 ppm NO₂灵敏度为119.1%,响应时间缩短为42 s,恢复时间为252 s,对NO₂的最低检测限可达到0.9 ppm。对复合材料进行气敏机理分析可知,复合材料在室温下对NO₂有如此高的响应主要是复合材料中石墨烯与金属氧化物的协同作用及其高的比表面积可以吸附更多NO₂气体的作用。