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本文研究以钇稳定氧化锆（YSZ）为固体电解质的混成电位型气体传感器。该种传感器具有良好的机械稳定性和化学稳定性,在汽车尾气检测领域具有良好的应用前景。目前有两种方法可以提高传感器的气敏性能,一是探索具有高电化学催化活性的新型敏感电极材料,提高电化学反应的反应速率,二是构筑高效三相反应界面增加电化学反应活性位点提高传感器的性能。本文研究主要围绕高效三相界面的构筑展开,通过在质地坚硬且难以加工的YSZ陶瓷基板上构筑高效三相界面提高传感器的气敏性能。使用模板法制备阵列结构是一种比较经典方法,常用的模板有聚苯乙烯微球（PSs）和阳极氧化铝（AAO）等。目前通过使用模板法已经成功的在硅片、导电玻璃以及其他基板上构筑出了诸如纳米管、纳米点、纳米碗状阵列结构,并成功的应用在燃料电池和太阳能电池等领域。然而到目前为止,使用模板法在YSZ基底上构筑纳米阵列结构,并应用于固体电解质气体传感器领域还未见相关报道。本论文主要探索了使用模板法（聚苯乙烯微球和阳极氧化铝）在YSZ基板上构筑纳米多孔阵列结构的高效三相界面,进而提高传感器性能。第一,本论文使用PS球为模板在YSZ基板上构筑纳米碗阵列结构,以NiO作为敏感电极材料制作NO2气体传感器,重点研究了前驱体浓度对最后构筑的阵列结构的影响。结果表明,通过聚苯乙烯微球经自组装及溶液浸渍的方法成功在YSZ基板上构筑了纳米碗阵列结构,前驱体溶液最佳浸渍浓度为0.2mol/L,此时制备的纳米碗阵列结构最佳,以其为固体电解质导电层设计制作的传感器与未构筑阵列结构YSZ基板制作的传感器相比气敏性能有较大提升,对100 ppm NO2的响应值由51mV提高到103mV,在10-400 ppm的NO2的监测范围内灵敏度由30.3 mV/decade提高到53 mV/decade。此外,传感器还表现出了优秀的选择性、响应恢复特性及长期稳定性。第二,采取真空蒸镀的方法,在构筑有纳米碗状阵列结构的YSZ基板上蒸镀一层金,蒸镀速度为50埃/秒,蒸镀时间为1000s,蒸镀完成后,将蒸镀金层的YSZ基板置于1000℃的条件下高温烧结3小时,金层熔化进入纳米碗状阵列结构中形成金纳米颗粒阵列结构。并以SnO2作为敏感电极材料,设计制作氨气传感器。测试结果表明,随着金纳米颗粒的构筑,传感器对于氨气的响应值明显提高,对100 ppm氨气的电动势变化值从-21mV增加到-63m V。金纳米颗粒阵列构筑使传感器的选择性也有较大提高,在未构筑纳米金颗粒阵列结构时,传感器对于100 ppm的NH3及CO的响应值几乎相同,在构筑纳米金颗粒阵列结构后,传感器对100 ppm NH3的响应值明显提高而对CO气体的响应值明显降低,展示出了优异的选择性。传感器气敏性能的提高是由于纳米碗状阵列结构的构筑及金纳米颗粒的引入所引起的,相关的机理通过了极化曲线进行了验证。第三,本论文使用阳极氧化铝（AAO）为模板,结合热压的方法,在YSZ基板上构筑出了纳米管状与纳米点阵列结构,并以其为固体电解质导电层,以NiO作为敏感电极材料设计制作NO2传感器。在本章中主要探索了使用表面活性剂AAO模板预处理对阵列结构的影响,发现使用AAO模板可以在YSZ基板上成功制备出所需要的阵列结构。通过使用表面活性剂可对最后构筑的阵列结构进行调控。以氧化镍作为敏感电极材料制作了NO2传感器并测试了其气敏性能。结果表明,经过阳极氧化铝（AAO）模板法构筑三相界面的传感器相对于平整光滑的YSZ基板构筑的传感器对100 ppm NO2的响应值从40 mV增加到62 mV。在10-400 ppmNO2的检测范围内,灵敏度也从35 mV/decade增加到41 mV/decade。以上结果说明构筑纳米阵列结构可显著提高传感器的性能,AAO模板法是构筑高效三相界面行之有效方法。综上所述,通过设计制作高效的三相界面,可为发生在三相界面上的电化学反应提供更多的反应活性位点,进而提高传感器的气敏性能。通过极化曲线和氧分压等测试对传感器的敏感机理进行了进一步验证,证实了传感器符合混成电位型的相关理论。实验结果表明,构筑高效三相界面是提高传感器性能的一种行之有效的方法。制备出的YSZ基NH3和NO2气体传感器在车载气体传感器领域有着良好的应用前景。