挥发性有机化合物（VOCs）作为最常见的一类气体污染物,对生态环境和人类健康造成的危害不容忽视。研发高性能、便捷式气敏传感器对环境中的VOCs进行有效监测显得十分必要且迫切。钙钛矿结构材料属于电化学性能优异的多元金属氧化物,其中稀土铁氧体类型的钙钛矿结构材料因其优异的载流子输运特性而被广泛关注。本论文以稀土铁氧体钙钛矿结构的NdFeO3和SmFeO3为重点研究材料,通过调控微观结构及金属元素掺杂改性来改善钙钛矿结构材料的表面特性及载流子输运过程,从而进一步优化钙钛矿结构材料的VOCs敏感性能。主要研究内容如下:1.采用低成本且便捷的溶剂热法成功制备出了NdFeO3纳米颗粒。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UPS及BET等表征方法对NdFeO3纳米颗粒的晶体结构、表面形貌、微观结构、元素组成和化学状态及比表面积和孔径分布特性等进行了系统分析。气敏测试结果表明,NdFeO3传感器对乙醇表现出优异的气敏性能。在最佳工作温度250℃下,NdFeO3传感器对100 ppm乙醇的响应值高达150,响应时间和恢复时间分别为19 s和22 s。同时,该NdFeO3传感器对乙醇气体表现出良好的选择性和长期稳定性。此外,为了探究环境湿度对NdFeO3传感器敏感性能的影响,在不同的相对湿度下对NdFeO3传感器的乙醇气敏特性进行了系统测试与分析。测试结果表明,NdFeO3传感器对乙醇气体的灵敏度及响应和恢复时间等参数几乎不随环境相对湿度的变化而变化,表现出良好的抗湿度干扰性。这项研究工作为钙钛矿结构材料应用于设计高性能乙醇传感器提供了技术参考。2.采用高压静电纺丝技术结合高温煅烧工艺成功制备出了Sn掺杂SmFeO3纳米纤维。同时,为了对比研究金属Sn元素掺杂在气敏性能优化中所发挥的作用,采用相同的方法制备了纯SmFeO3纳米纤维。利用XRD、SEM、TEM及XPS等表征技术对SmFeO3纳米纤维的晶体结构、微观形貌、及元素组成等信息进行了系统分析。测试结果表明,与纯SmFeO3纳米纤维相比,Sn掺杂SmFeO3纳米纤维的表面更加粗糙,具有更高的孔隙率、更多的空位氧,为促进气体分子的扩散、吸附和解吸提供了基础。同时,Sn掺杂SmFeO3纳米纤维的直径更小,平均直径约为150 nm,长度约为数十微米,具有更大的长径比。气敏测试结果表明,相比于纯SmFeO3传感器,Sn掺杂SmFeO3传感器对乙醇气体表现出更加优异的气敏性能。在最佳工作温度240℃下,Sn掺杂SmFeO3传感器对100 ppm乙醇的响应值高达85,响应时间和恢复时间分别为25 s和20 s。同时,Sn掺杂SmFeO3传感器能够有效探测低至5 ppm的乙醇气体。此外,为了探究环境湿度对SmFeO3传感器敏感性能的影响,在不同的相对湿度下对纯SmFeO3及Sn掺杂SmFeO3传感器的乙醇气敏特性进行了系统测试与分析。测试结果表明,与纯SmFeO3传感器相比,Sn掺杂SmFeO3传感器表现出更加优异的抗湿度干扰性。Sn掺杂SmFeO3传感器优异的气敏性能归因于独特的纳米纤维结构和金属Sn元素掺杂的协同作用。