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近年来，金属氧化物基纳米材料受到广泛关注，由于其优异的电化学性质以及低成本等优点在超级电容器、传感器、电化学等领域范围内展现出非常可观的应用前景。其中，在检测有毒有害性气体方面，受到了普遍的研究。传统一元金属氧化物基气敏元件普遍存在操作温度高、响应/恢复时间长、稳定性不好等缺陷。为了进一步提高材料的气敏性能，本论文以材料复合为出发点，设计一系列复合材料实验，主要采用两步法-高温退火技术相结合的纳米材料制备工艺合成了α-Fe2O3/Co3O4、双层Co3O4和Pt/Co3O4三种多元金属氧化物复合材料。主要内容如下: 采用简单的两步法结合高温退火技术合成了Co3O4纳米颗粒修饰花状α-Fe2O3微球。均匀分散的花状α-Fe2O3微球直径为1.1-1.2μm，由厚度为50nm的花瓣纳米片自组装形成，大量的Co3O4纳米颗粒修饰在α-Fe2O3纳米片表面。气敏测试结果显示:在最优工作温度170℃下，α-Fe2O3/Co3O4复合基传感器对体积浓度为100×10-6乙醇的灵敏度为16.1，是α-Fe2O3花状球传感器灵敏度的两倍。此外，它的响应/恢复时间是3.3s/5.4s，相比纯α-Fe2O3传感器的响应/恢复时间显著降低。α-Fe2O3/Co3O4复合材料的气敏性能提高主要是由于花状α-Fe2O3微球的独特分级结构具有大比表面积，提供大量的反应活性位点，纳米片的多孔结构有利于气体扩散，以及n型α-Fe2O3和p型Co3O4之间的协同效应。 利用钴基金属有机骨架ZIF-67为硬模板进行两步反应与煅烧处理合成了双层Co3O4中空纳米笼。通过SEM与TEM表征分析样品的形貌与微观结构，产物具有双层空心十二面体形貌结构，直径约为450nm。所得到的双层Co3O4中空纳米笼用于气体传感器，与单层Co3O4纳米笼相比，它对丙酮具有优异的气体敏感性能，在最优工作温度160℃下，对体积浓度为100×40-6丙酮的气体响应达到41.9。气敏性能的提升归因于其优异的分级双层空心结构:大比表面积和排列规则的纳米孔道，以及存在的氧空位缺陷。双层Co3O4中空纳米笼气敏材料被证明是构建各种高性能丙酮传感器应用的绝佳候选者。 采用浸渍法制备Pt纳米颗粒功能化修饰双层Co3O4纳米笼。对Pt修饰Co3O4纳米笼组成的气敏传感器性能进行了研究，并与纯双层Co3O4纳米笼传感器进行了比较。气敏结果表明，2％wtPt纳米颗粒修饰双层Co3O4纳米笼复合材料传感器对丙酮的响应值高于双层Co3O4纳米笼，该传感器对丙酮气体显示出良好的重现性和优异的选择性，最优工作温度低至140℃，响应时间达到1.35s。优异的气敏性能归因于Co3O4纳米笼的分级空心结构与Pt的溢出效应及催化作用。