气敏传感器在工业、农业、生物、医疗和日常生活中扮演着重要的角色,做为气敏传感器的核心,气敏传感材料的性能好坏直接决定了气敏传感器的性能优劣。基于金属氧化物半导体的气体传感器,由于具有制备简单、成本低、高响应等优点而被广泛的应用,但是由于其工作温度高而导致高能耗并带来了安全问题。因此,开发在常温下具有良好气敏性能的气敏传感材料是解决这一问题的突破口。WS₂是一种重要的过渡金属二硫化物（TMDs）,具有和石墨烯类似的层状结构,比表面积大并且带隙可调,在气体传感器方面具有巨大的应用潜力。目前基于WS₂的气敏传感器中WS₂主要采用剥离和CVD的方法制备,这些制备的方法重复性差,得到的薄膜面积小,气敏传感器的稳定性差。针对以上的一些问题,本论文中我们采用水热合成和热分解相结合的方法制备了具有5 nm薄相互连接的WS₂纳米片并对其气敏性能进行研究。为了改善WS₂的气敏性能,与半导体金属氧化物SnO₂复合,制备基于WS₂-SnO₂复合材料的气敏传感器并研究其气敏性能。具体的研究内容如下:1.通过水热和热分解结合的方法制备WS₂纳米材料,并通过SEM、XRD和TEM等表征手段对产物的形貌进行分析,深入探讨了CTAB、水热时间和PH对WS₂纳米材料产物的影响,最佳生长条件:CTAB的浓度为136.7 mmol/L、PH=8和水热时间为72 h的条件下得到了具有三维网络状结构的超薄WS₂纳米片,纳米片的厚度大约为5 nm。2.基于WS₂纳米片的器件的气敏传感器,测试结果表明,该气体传感器在室温下对NH₃、NO和NO₂气体有响应,对于NO和NO₂气体在低浓度下的响应度较高。器件对1 ppm NH₃气体的响应度为13.6%,对于0.2 ppm的NO气体在室温下的响应为24.9%,对于0.1 ppm的NO₂气体的响应为9.3%。另外,分析了WS₂纳米片的气敏传感机理并研究了湿度对NO₂气体响应过程中的影响。3.通过水热合成法将WS₂纳米片与SnO₂复合从而改善了WS₂对NO气体的响应度、选择性和响应/恢复时间。测试结果表明通过与半导体金属氧化物复合可以提高WS₂的气敏性能:基于WS₂-SnO₂复合材料所制备的气体传感器的最佳工作温度是75℃,在0.2 ppm的NO气体中,气体传感器的响应为9.6%,在15 ppm下却高达2185.6%,响应/恢复时间明显的提高。