环境中有毒有害气体正威胁着人体的健康和生命安全,为了能够实时监测这些有毒有害气体,为人类营造一个舒适安全的生活环境,气敏传感器技术应运而生。ZnO凭借着良好的物理和化学稳定性、无毒无害、成本低、易于制备和更加丰富的纳米形貌等优点,在气敏传感器上得到了广泛应用。目前,基于ZnO纳米结构的气敏传感器还存在着工作温度高、响应度低及响应速度较慢等问题。因此,针对ZnO纳米结构气敏传感器存在的上述问题,本论文研究内容如下:(1)称取一定量的二水合醋酸锌和一缩二乙二醇配制成一定浓度的溶液,采用简单、廉价的溶剂热法分别在不同生长温度(140、160、180、200、220、240、260、280℃)下磁力搅拌15 min或30 min成功制备具有更大比表面积、更小晶粒尺寸和介孔特征的ZnO微晶纳米球,气敏结果显示:传感器具有较低的最佳工作温度~235℃,对乙醇气体具有良好的选择性,其中260℃时合成的ZnO微晶纳米球气敏传感器性能最佳;对100ppm乙醇气体的响应度为61.2,响应时间和恢复时间分别为15 s和16 s,最低检测限为100 ppb,而且具有较好的重复性和长期稳定性;最后探究了传感器的乙醇气敏响应机制;(2)称取一定量的在180℃合成的ZnO微晶纳米球粉末加入到有少量氨水(25%)的不同浓度氯金酸水溶液中,采用溶液浸泡的方式在室温下浸泡3 h对ZnO微晶纳米球成功进行了不同浓度的Au纳米颗粒表面修饰,修饰后的Au@ZnO微晶纳米球气敏传感器的最佳工作温度降低了65℃,气体选择性由乙醇气体转变为丙酮气体,其中Au修饰量为1.63 at%对应的ZnO微晶纳米球传感器具有最好的气敏性能,其对100 ppm丙酮的响应度高达192.4,响应和恢复时间分别为27 s和18 s,最低检测限为500 ppb,并展现出良好的重复性和长期稳定性。表面修饰后,Au@ZnO微晶纳米球气敏传感器性能得到了极大提升,我们将其归结为Au与ZnO形成的肖特基势垒以及Au纳米颗粒的溢出效应和催化活性。(3)称取一定量的在180℃合成的ZnO微晶纳米球粉末加入到有不同浓度六水合硝酸镍的无水乙醇和一缩二乙二醇的溶液中,采用温和的水热法在160℃保温12 h对ZnO微晶纳米球成功进行了不同浓度的NiO纳米颗粒表面修饰,设计出新型p-n型的半导体气敏传感器。修饰后的NiO@ZnO微晶纳米球气敏传感器最佳工作温度降低了25℃,气体选择性由乙醇气体转变为丙酮气体,其中Ni修饰量为1.93 at%对应的ZnO微晶纳米球传感器具有最好的气敏性能,其对100 ppm丙酮的响应度为20.7,最低检测限为1 ppm,且具有良好的重复性和长期稳定性。我们将NiO@ZnO微晶纳米球气敏传感器上述性能的提升归结为p-NiO、n-ZnO之间异质结势垒的形成以及由尺寸较小的NiO纳米颗粒导致的ZnO表层额外电子耗尽层的产生。