纳米TiO₂材料相比于其他气敏材料而言,其制备工艺简单、气敏性能优良、价格低廉且安全环保。但是目前TiO₂基气体传感器仍存在选择性较差,稳定性较差,响应-恢复时间较长等不足,并且TiO₂基气体传感器一般在较高的工作温度下才能有更高的响应,这就使得气体传感器的功耗变大,造成资源的浪费,不利于便携式传感器的开发应用,在检测易燃易爆气体时也容易发生危险。因此,提升材料的气敏性能、降低元件的工作温度等成为重要研究课题。本课题通过溶胶-凝胶法制备了CuO掺杂的TiO₂纳米气敏材料,利用了XRD、SEM、EDS以及XPS等表征方法对所制备的CuO掺杂TiO₂气敏材料的形貌与结构等进行表征,通过气敏测试系统对该材料制备的气体传感器气敏性能进行测试。研究了掺杂种类、掺杂量、退火温度、元件工作温度及紫外/可见光激发作用等对元件气敏特性的影响。并探究了气体传感器的选择性与稳定性,最后对气敏机理进行了讨论,结果表明:材料中TiO₂均以锐钛矿相存在,掺杂后材料具有更明显的多孔结构,并且CuO的掺杂有效抑制了TiO₂晶粒尺寸的增大。材料的多孔结构有利于待测气体的吸附。本课题中CuO-TiO₂气体传感器工作温度低至75℃,且该气敏元件对丙酮具有单一的选择性。CuO掺杂质量分数为6.64wt%的CuO-TiO₂气敏材料经500℃退火后,对含量为1000×10^-6（体积分数）的丙酮具有最佳响应,灵敏度为106.7,响应时间和恢复时间均为2s。并且6.64wt%CuO-TiO₂气敏元件在75℃的工作温度以及60%RH的相对湿度下老化30天后,元件对丙酮的灵敏度仍能达到92.1,且元件对丙酮仍具有单一选择性。紫外光激发以及可见光激发可显著提高气体传感器的气敏性能。紫外光照射下气体传感器对丙酮的灵敏度相比无光条件下增幅了95%,而可见光照射下气体传感器对丙酮的灵敏度相比无光条件下仍能增幅50%。由UV-Vis测试图谱计算6.64wt%CuO-TiO₂材料的禁带宽度减小至2.32ev,这使得材料的光吸收范围扩展至可见光且有利于降低工作温度。最后利用半导体的表面电导控制模型和晶界势垒理论模型对机理进行了讨论。