二氧化氮（NO₂）是最常见的有毒气体之一,主要来源于汽车尾气排放和化石燃料燃烧。NO₂的排放不仅会导致酸雨和光化学烟雾的形成,还对人体健康危害极大。因此,研制能够快速、准确地检测环境中NO₂的传感器具有重要意义。近年来,以Sn O₂和In₂O₃为代表的一类金属氧化物半导体（MOS）由于其独特的理化性质,在NO₂传感方面得到了广泛的应用。然而,包括Sn O₂和In₂O₃在内的大多数MOS由于存在工作温度高、选择性差等缺陷,限制了其实际应用。因此,如何进一步提升MOS的NO₂传感性能成为了目前研究的热点。众所周知,石墨烯由于比表面积大以及载流子迁移率高等优势,是一种理想的低温或室温NO₂气敏材料。但单独的石墨烯基NO₂传感器往往存在灵敏度低且响应恢复速度慢的问题。考虑到MOS和石墨烯的传感特征,通过构建石墨烯/MOS异质结有望制备出低温或室温下的高性能NO₂气敏材料。此外,通过对石墨烯进行掺杂、官能团修饰以及尺寸调节,能够有效改变其电子特性并且增加NO₂的吸附活性位点,从而进一步提升其对NO₂的响应。基于以上考虑,本论文以In₂O₃和Sn O₂为研究对象,合成了氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）/In₂O₃、3-氨丙基-3-乙氧基硅烷（APTES）功能化r GO/In₂O₃以及N-GQDs/Sn O₂三种低温或室温NO₂气体气敏材料。通过一系列表征对所制备气敏材料的组成、微观形貌、晶相结构、表面价态、比表面积以及孔尺寸分布等进行分析,并对其NO₂传感性能进行研究。此外,复合材料的NO₂传感机理也被探讨。具体研究内容如下:（1）分别采用模板法和水热法制备出3DOM In₂O₃和N-GQDs。再通过一步水热法将N-GQDs修饰在3DOM In₂O₃表面,制备出一系列N-GQDs/3DOM In₂O₃复合物。通过XRD、FT-IR、AFM、SEM、TEM、XPS、BET和UPS等对所制备的材料进行表征并对其传感性能进行考察。结果表明,复合材料的最佳工作温度为100oC,与纯3DOM In₂O₃相比有所降低。此外,N-GQDs的质量分数为1 wt%的N-GQDs/In₂O₃（NG/In₁）复合物对1 ppm NO₂的响应值为81.7,是纯3DOM In₂O₃的5.8倍。更重要的是,该传感器对100 ppb NO₂的响应值仍然可以达到4.1。另外,该传感器还显示出快速的响应/恢复时间（95 s/36 s）、好的重复性、选择性、长期稳定性以及在高湿度下良好的传感性能。（2）首先通过溶剂热法制备出In-MIL-67前驱体,然后煅烧得到分级In₂O₃中空纳米管。接下来通过水热法制备出一系列r GO/In₂O₃复合材料以及APTES功能化r GO/In₂O₃复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM和BET等对所制备的材料进行表征和分析,并对其传感性能进行考察。结果表明,r GO以及APTES的修饰能够显著提升In₂O₃在室温下的NO₂传感性能。最佳APTES功能化的r GO/In₂O₃（AG/In₁）对1 ppm NO₂的响应值为12,是纯In₂O₃纳米管的4.8倍。此外,AG/In₁在室温下对NO₂的实际检测限可以达到20 ppb。该传感器还显示出好的选择性、重复性、长期稳定性以及在高湿度下良好的传感性能。（3）以Zn Sn（OH）₆中空立方体为前驱体,通过硫化-氧化的方式制备出Sn O₂分级中空立方体,然后通过浸渍-煅烧法将N-GQDs修饰在其表面。通过XRD、SEM、TEM、XPS以及BET等表征对N-GQDs/Sn O₂的形成过程和理化性质进行研究,并且对N-GQDs/Sn O₂的NO₂传感性能进行考察。结果表明,N-GQDs的修饰能显著提升Sn O₂的NO₂传感性能。最佳的N-GQDs/Sn O₂(NG/Sn_1.5)对1ppm NO₂的响应值可以达到417,是纯Sn O₂的2.2倍。此外,NG/Sn_1.5还具有快的响应/恢复时间（59 s/33 s）、好的选择性、重复性以及长期稳定性。