伴随人类工业化进程及社会现代化建设,丙酮、甲烷、乙烷等有毒有害气体正悄无声息地危害着人们的身体健康,成为潜在的安全隐患。因此,设计并制备敏感性高、选择性好、响应恢复速度快、性能稳定的气体检测元件具有十分重要的现实意义及商业应用价值。TiO₂作为一种典型的n型半导体气敏材料,具有较高的化学稳定性、较好的环境耐受性、无毒无害、有接触反应性质等的优势,被认为是最具应用前景的半导体气敏材料之一。但因其检测上下限度较小、选择性较差、响应/恢复时间长,工作温度相对较高,在一定程度上限制了TiO₂气敏传感器的工业化应用。而过渡金属氧化物Ag₂V₄O₁₁由于其拥有独特的载流子输运通道、电子输运速度快、禁带宽度较窄（2.0 eV）等特点引起了科研人员的高度关注。不仅如此,通过构筑异质结构来大幅增强半导体气敏传感器的敏感性已成为当前的热点。因此,本论文采用水热法合成了纳米二氧化钛钒酸银复合异质结材料,探究了水热过程所需的具体工艺参数,系统研究了复合异质结材料的气敏性能,并对异质结气敏增强机理进行了深入分析。具体研究结论包含以下几个部分:（1）采用水热法制备了Ag₂V₄O₁₁纳米线和TiO₂/Ag₂V₄O₁₁纳米异质结材料,并系统研究了制备条件与样品微观结构的关系。实验结果表明:在反应温度为180 ^oC、反应时间为16 h、pH值为=2.0的条件下能够合成纯相的Ag₂V₄O₁₁。并在此基础上,获得了微结构可控的TiO₂/Ag₂V₄O₁₁异质结构,该材料呈纳米线/纳米颗粒结构,纳米线直径约50 nm,长度可达几微米,上面均匀分布了直径为10nm的锐钛矿相TiO₂纳米颗粒。（2）对TiO₂/Ag₂V₄O₁₁纳米异质结材料的气敏性能进行了系统研究。结果表明:异质结材料对乙醇气体表现出了良好的气敏响应能力,其中TiO₂/Ag₂V₄O₁₁摩尔比为2:1的样品性能最为优异。与纯相材料相比,异质结表现出了灵敏度高、响应恢复时间短、选择性好、检测下限低等优点。特别值得提出的是,该异质结可在室温下进行乙醇气体探测,室温下对100 ppm乙醇的检测灵敏度为3.6。（3）通过TiO₂/Ag₂V₄O₁₁纳米异质结的电学性能及能带结构研究了材料的气敏响应机理。结果表明:TiO₂上的载流子浓度高于Ag₂V₄O₁₁,而Ag₂V₄O₁₁的电子迁移率却远高于TiO₂。当Ag₂V₄O₁₁与TiO₂形成异质结后,TiO₂上的电子容易向Ag₂V₄O₁₁上转移,而其高的电子迁移率可使转移到Ag₂V₄O₁₁上的电子迅速转移至表面与气体反应,因此气敏性能得到了极大提升。此外,异质结的形成为材料引入了极多界面,与纯相材料相比,异质结可提供的气体吸附位点大大增加,这对气敏性能提升有很大帮助。更重要的是,异质结界面处耗尽层的宽度会随气体的吸附/脱附过程发生明显变化,因此使得整体材料的电阻率发生更为明显的变化,气体灵敏度也因此得到极大提升。