近年来,气体传感器在安全生产、疾病检测、节能减排、环境保护、道路交通安全管理、航空航天、现代军事、防化反恐等领域扮演了非常重要的角色。基于金属氧化物半导体的气体传感器因其较低的成本和优异的气敏特性而成为气体传感器领域的研究热点。对于金属氧化物半导体气体传感器,优异的敏感材料是制作高性能气体传感器的基石。为了有效地检测有毒有害或易燃易爆的气体,研究人员探索了多种新颖独特的敏感材料,而开发简单、环保、低成本的合成方法一直是巨大的挑战。本论文以获得高性能气体传感器为目标,设计了简单、低廉、环保、高效的合成方法合成出多种具有独特形貌和优异气敏特性的金属氧化物半导体纳米材料。主要内容如下:1.通过一锅微波辅助快速水热法制备了具有分层微/纳结构的锐钛矿TiO2。表征结果表明纳米材料的形貌（包括暴露的晶面）可以是由准备好的前驱体来轻松调谐的。还发现EDTA,CO（NH2）2和NH4F可以作为有效的调节剂来控制水解、成核和生长过程中的含Ti前体,这是形成具有分层微/纳结构的TiO2的关键。此外,本研究中通过微波辅助水热法制备的具有独特结构性质的分层微/纳结构TiO2也显示出了在更多领域被应用的潜力,如染料敏化、太阳能电池,气体传感和锂离子电池等领域。2.通过一个简易的水热法合成了锐钛矿TiO2分级微球。表征结果表明,微球由具有截断尖端的大量聚集纳米棘组成,其具有暴露的{001}和{101}晶面,并且在微球中存在丰富的介孔结构。基于一系列实验分析,提出了TiO2分级微球的可能的生长模型。当用于气体传感时,发现TiO2分级微球对丙酮显示出显著的高灵敏度,对100ppm丙酮的最佳响应为14.6,这比先前工作中报道的其它材料的最佳响应高得多。此外,TiO2分级微球表现出快速响应/恢复速度（＆lt;10s）,低检测限（即使在10ppm的低丙酮浓度下,响应仍达到6.1）和优异的选择性。通过系统分析,可以得出结论,TiO2分级微球的气体传感性能的增强归因于其独特的结构特征（完美的分级介孔结构以及特定的晶面暴露）,其可以被描述为结构增强气敏性能。