二甲苯作为一种有毒气体,会对人类健康造成巨大危害。在众多类型的气敏传感器中,旁热式半导体气敏传感器凭借其简单的结构、小功耗和低成本等优势,引起了人们的广泛关注。然而,当前报道的半导体旁热式二甲苯气敏传感器在工作温度、响应和恢复时间等方面还达不到实际应用的要求。目前,V2O5薄膜型气敏传感器已经实现了室温条件下对二甲苯气体的高选择、高响应探测,所以V2O5被认为是开发高性能二甲苯气敏传感器的潜在材料。本论文在充分考虑制作成本的前提下,合成了V2O5纳米花（NFs）和空心纳米球（HSs）,并研究了这两种纳米结构构筑的旁热式气敏传感器对二甲苯的气敏性能;通过对V2O5空心纳米球进行Ni2+掺杂,研究了Ni2+掺杂对V2O5 HSs气敏性能增强的可能原因。具体研究结果如下:（1）采用简单溶剂热法和热处理相结合工艺,通过改变反应时间（0.5、1、2、3和4h）制备了一系列不同形貌的V2O5纳米花,构筑了旁热式气敏传感器并对其气敏性能进行了研究。结果表明:反应时间3 h条件下制备的V2O5纳米花（V2O5-3）展现出分级结构,其尺寸为3～5μm、比表面积为19.5291 m2g-1;此外,V2O5-3样品构筑的气敏传感器具有最佳的气敏性能,在最佳工作温度300℃条件下,其对100 ppm二甲苯气体的响应值为2.2,响应/恢复时间为44/78 s,最低检测限为～1 ppm,且具有良好的重复性和长期稳定性;V2O5纳米花与二甲苯气体分子的气敏机制可用金属氧化物半导体（MOS）气敏传感机制中的气体吸附/脱附现象解释。（2）采用简单溶剂热法和热处理相结合工艺,通过改变VOC2O4用量（5、7、9和11m L）的方法制备了一系列具有不同尺寸的V2O5空心纳米球,构筑了相应的旁热式气敏传感器并对其气敏性能进行了研究。结果表明:VOC2O4含量为7 m L条件下制备的V2O5空心纳米球（V2O5-7）呈现单分散、外径较均一的形貌,其尺寸为500～800 nm、比表面积为5.2333 m2g-1;且V2O5-7样品构筑的气敏传感器具有最佳的气敏性能,在最佳工作温度290℃条件下,其对100 ppm二甲苯气体的响应值为2.75,响应/恢复时间为21/134s,最低检测限为～1 ppm,且具有良好的重复性和长期稳定性。（3）采用简单溶剂热法和热处理相结合工艺,通过改变Ni（NO3）2·6H2O的用量（0.08、0.24和0.36 g）对（2）中制备的V2O5-7前驱体（VO2-7）进行Ni2+掺杂(Ni2+掺杂浓度分别为1.15、2.97和5.10 at%),以掺杂后的产物构筑了旁热式气敏传感器并对其气敏性能进行了研究。结果表明:Ni2+掺杂后V2O5气敏传感器的最佳工作温度由290℃降到了265℃,且传感器对二甲苯气体的选择性不变;其中,Ni2+掺杂浓度为2.97 at%的V2O5空心纳米球（Ni@V2O5 HSs-2）构筑的气敏传感器具有最佳的气敏性能,在最佳工作温度265℃条件下,其对100 ppm二甲苯气体的响应值为5.2,响应/恢复时间为16/384 s;此外,所有传感器对二甲苯气体的最低检测浓度均为～500 ppb,且具有良好的重复性和长期稳定性。经Ni2+掺杂后的V2O5 HSs对二甲苯气体气敏性能增强的原因:经Ni2+掺杂后,Ni@V2O5 HSs的比表面积增大,同时表面缺陷氧含量提高(其中,Ni@V2O5 HSs-2的比表面积(50.6493 m2g-1)是V2O5 HSs的～10倍,其表面缺陷氧含量（49.23%）是V2O5HSs的～1.7倍)。