有毒有害气体无处不在,它时刻制约和影响着人们的生活。在家居装修中,一些家具和涂料会释放挥发性有机化合物,如甲醛、苯和二甲苯等,严重危害人类的健康;在工业生产中,工业废气的大量排放也会导致大气环境质量日益下降;在交通运输方面,易燃易爆气体的泄漏引发了多次交通事故。为了保护环境、保障人们的安全和健康,设计灵敏度高、选择性好的气体传感器来对有毒有害、易燃易爆等气体进行实时监控,在最大程度上减少人员伤亡和财产损失等方面是非常必要的。本论文重点围绕SnO₂基三维纳米材料开展敏感材料设计及气敏性能提升工作,以开发性能优异的气体传感器并用于有毒有害气体的检测。取得的研究成果如下:1.采用溶剂热法合成不同形貌的SnO₂三维材料并研究其气敏性能。通过对溶剂比和反应时间的精确控制成功制备了六种形貌不同的SnO₂纳米材料。实验发现,当乙醇与水的体积比为3:5,反应时间为15 h时,可以得到多孔SnO₂空心球,它的直径约400 nm,壳层厚度为70 nm。气敏测试结果表明:基于多孔SnO₂空心球构筑的半导体气体传感器在六种气体传感器中性能最佳,它在210°C下对50 ppm甲醛的响应值可达到52.5。2.采用水热法合成SnO/SnO₂三维纳米材料。通过控制水热反应的原料配比合成出形貌及组成不同的三维结构纳米材料。当柠檬酸钠与氯化亚锡的摩尔比为10:4时,所制备的材料为花瓣状结构,它是由9-11 nm的超薄纳米片组装而成,并且由于原料配比的差异导致该材料中含有部分未完全氧化的SnO,因此材料的组成为SnO/SnO₂。该敏感材料由于具有特殊的花瓣状结构以及SnO/SnO₂的p-n结特性,不仅降低了气体传感器的工作温度,还提升了传感器对甲醛的响应值以及响应速度。3.通过共沉淀的方法合成了ZnSn（OH）₆前驱体材料,再通过浸渍以及高温煅烧法合成了CuO修饰的Zn₂SnO₄/SnO₂立方框架结构纳米复合材料。气敏性能测试结果表明:适量CuO的存在改善了材料的气敏性能,当CuO的添加比例为1 wt%时,复合材料具有最佳的甲酸敏感性能,它在240°C下可以快速地检测甲醛并恢复到起始状态,对50 ppm甲酸的响应值为31.9,且选择性和长期稳定性较好,这意味着该复合材料是一种潜在的可应用于检测甲酸的材料。