随着人类生活水平的提高和人工智能技术的迅猛发展,用于环境空气监测、医疗诊断、军事探测等领域的气体传感器受到了广泛关注。作为构筑高性能气体传感器的基础,敏感材料一直以来就是该领域的研究焦点。TiO₂是一种传统的n型MOX半导体材料,被广泛应用于光催化、太阳能电池、气体传感器等领域。但制备周期长、选择性差、稳定性不足等问题,限制了其作为气体传感器的实际应用,围绕这些问题目前主要采用形貌控制、表面修饰和掺杂等方法来改善TiO₂的气湿敏性能。在此基础上,本文采用空气气氛下热氧化法制备微纳米TiO₂,并通过氧化石墨烯（GO）和金属氧化物表面修饰来改善TiO₂材料气/湿敏性能。本文在前期文献调研及实验探索的基础上,确定了研究方案,主要开展了如下几方面研究工作:（1）以纯Ti片为基体,通过热氧化法生长TiO₂薄膜,确定了最佳热氧化温度为1000℃,并分析了TiO₂热氧化生长机理。经过湿敏测试发现其展现了超过6个数量级的超高湿敏响应,但其对低湿度（RH≤30%）敏感性较差。因而采用GO表面修饰改性热氧化法生长的TiO₂,对其进行成分、结构和形貌分析,并探究GO的存在对TiO₂湿度敏感性能的影响,讨论了湿敏反应机理。结果证明,GO修饰提供了丰富的载流子输运通路和活性位点,极大地改善了低湿度敏感性,并且提高了响应恢复时间、稳定性（60天）和选择性,降低了湿滞特性;（2）通过预磁控溅射金属薄膜后热氧化原位生长金属氧化物表面修饰TiO₂薄膜,对其进行成分、结构和微观形貌分析,确定了最佳工作温度及工作电压,讨论了氢气敏感机理及响应类型转变机理。结果表明最佳的工作温度及工作电压分别为300℃和0.1V,传感器表现出较高的灵敏度(R_max=24)、良好的稳定性和再现性（1-120天）及优异的选择性。此外,通过实验发现工作温度、工作电压、氢气浓度和表面修饰物均会造成高晶间势垒形成反型层,进而引起传感器发生p-n响应类型反转。以上研究结果为热氧化制备TiO₂材料作为气/湿敏传感器的应用奠定了基础,为开发新型敏感材料、探索新型制备技术、提高敏感性能提供了思路和方向。