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ZnO是一种禁带宽度为3.37eV的n型半导体氧化物，具有良好的电子迁移率和化学稳定性。近年来，基于ZnO气体传感器的研究引起了广大研究者的关注，并且通过贵金属元素掺杂改善传感器的气敏特性具有极其重要的作用，成为ZnO气体传感器研究的重点。本文采用水热法制备ZnO微结构，并通过贵金属氧化物进行修饰改性进而改善ZnO的气敏特性。利用SEM、EDS、XRD和XPS对材料的形貌、结构进行表征，采用CGS-1TP进行气敏性能测试，通过分析得出以下结论：（1）利用水热法合成了棒状ZnO微结构，研究表明该ZnO为六方纤锌矿结构。气敏测试结果表明，该传感器的最佳工作电压为5V，200ppm甲烷的灵敏度为55.4%，最低检测极限为1ppm。（2）不同浓度（0.1，0.25，0.5和1.0wt%）的Pd元素对棒状ZnO微结构进行掺杂，表征结果显示，其微结构的形貌没有明显的变化。无水乙醇气敏测试结果表明：掺杂量为0.25wt%的传感器的气敏特性最佳，其在工作温度和响应/恢复时间（分别为325℃和10/7s）方面明显优于纯ZnO气体传感器（分别为400℃和17/24s）。（3）采用二步水热合成法实现了不同浓度（0，0.5，1.0，3.0和5.0wt%）Co元素对花状ZnO微结构的掺杂，表征结果显示，掺杂后其形貌发生了明显的变化。气敏测试结果表明：Co掺杂的ZnO传感器相较于CO和H2对甲烷具有最佳的选择性，当Co的含量为1.0wt%时，器件的最佳工作温度为140℃，对甲烷的最高灵敏度为3.55，响应恢复时间分别为19s和27s，且其检测下限达到了0.05ppm。（4）分析传感器的气敏机理，可知：异质结的形成能够促使氧分子的解离，加速了载流子的移动速度，拓宽耗尽层的宽度，增强元件的气敏性能，只有合适浓度的贵金属掺杂才能最大限度的优化气体传感器的特性。