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在科学技术迅速发展的现今社会，生活水平提高的同时，环境污染带给人类的困扰也越来越严重，其中包括气体污染，由此，利用气体传感器对环境气体进行监测并及时报警，可有效改善气体污染问题。在多种气体传感器中，金属氧化物半导体气敏传感器具有灵敏度高、成本低、使用寿命长等优点，结合纳米技术使得气敏性能进一步提升，其中纳米SnO2材料是应用最为普遍的气敏基体材料之一，但在实际使用中依旧存在选择性差、工作温度过高等缺点，故为进一步提高纳米SnO2材料在气敏方面的应用，可通过减小尺寸、掺杂等多种方法进行改进。其中，改变材料微观结构可有效增大材料比表面积，加大气体反应总量;调控暴露高指数晶面可提升材料表面的反应活性，从而提高反应速率，两种方法均可有效改善SnO2纳米材料的气敏性能。本文就是从改变SnO2微观结构和调控暴露高指数晶面两方面来提高纳米SnO2材料的气敏性能，并解释微观结构和晶面活性与气敏特性之间的联系。 采用水热法合成直径为140-200nm的具有分级结构的SnO2纳米空心球，由纳米颗粒次级单元结构组成。相较丙酮、甲醇、乙炔、丁烷四种有机气体，SnO2纳米空心球对乙醇气体具有良好的选择性，对于800ppm的乙醇气体，在最佳工作温度250℃下的灵敏度为107，响应和恢复时间分别为12.3s和21.6s。SnO2纳米材料的气敏机理主要结合物理-化学吸附、氧化还原、解吸附几个方面来分析，具有分级结构的SnO2纳米空心球对乙醇的选择性、灵敏度及响应恢复速率优于一般SnO2纳米材料，主要原因是该材料结合分级和空心两种特殊微观结构，比一般纳米尺度材料或单种微观结构材料具有更大的表面积和更多的纳米尺度的孔道，有利于进一步增大目标气体反应总量、提升气体扩散速率和反应速率，从而提高气敏传感器的灵敏度和响应恢复速率。 采用水热法合成暴露{111}高指数晶面的SnO2八面体，SnO2{111}八面体边长在150至250nm之间，对于800ppm乙醇气体，SnO2{111}八面体在360℃最佳工作温度下的灵敏度达179，响应恢复时间分别为9.5s和6.7s，气敏性能优于一般SnO2纳米材料及本文中的SnO2纳米空心球，主要原因是该材料暴露的{111}晶面具有很高的催化活性，有助于氧化还原反应的快速进行。 采用水热法合成暴露{332}高指数晶面的SnO2正八面体，SnO2{332}正八面体棱长为95nm，两顶点间距离为140nm，在最佳工作温度250℃下，对800ppm乙醇气体的灵敏度达2200，约为SnO2{111}最大灵敏度的12倍，且最佳工作温度低于SnO2{111}，响应恢复时间分别为1.5s和32s，气敏性能优于SnO2{111}八面体材料，原因是{332}晶面的催化活性高于{111}晶面，反应速率更快且最佳工作温度降低。