随着社会经济的发展,气敏传感器在有毒有害气体检测领域显得愈加重要,但目前广泛研究的半导体金属氧化物气敏传感器存在诸多问题,如对气体的选择性较差,对低浓度（parts per billion,ppb量级）气体的响应度较低等。因此,开发具有高选择性和在低浓度下较好响应的气敏传感器显得尤为重要。本论文从气敏传感材料研发的角度出发,采用水热法、微波水热法合成了对二氧化氮（NO2）气体具有高度选择性的分级结构二氧化锡包覆氧化锌（SnO₂@ZnO）纳米材料,同时对ppb量级的NO2具有很好的响应度。本论文的主要研究内容和结果如下:采用两步水热法、微波水热法分别制备了分级结构SnO₂@ZnO纳米材料,第一步制备ZnO纳米花,第二步以ZnO纳米花为初级结构二次生长SnO₂纳米线,形成分级结构SnO₂@ZnO纳米材料。对材料的形态、结构、组分、化学键等进行了表征,构建了两种合成方法下材料的生长模型。相比之下,基于微波水热法合成材料过程中,添加的ZnO纳米花不易发生分解,使得ZnO的花状结构得以保留,SnO₂纳米线直接在ZnO的暴露面上外延生长,形成分级结构。与水热法相比,微波水热法可以极大限度的保持初级材料ZnO的花状结构,同时获得更小尺寸的SnO₂纳米线。将水热法和微波水热法合成的分级结构SnO₂@ZnO纳米材料进行NO2气敏性能测试,水热法制备的分级结构SnO₂@ZnO纳米材料在150℃的工作温度下,材料对NO2气体的检测极限为5 ppb,浓度检测范围为5 ppb～10 ppm,在10 ppm浓度下,其响应度为105.0,响应/恢复时间为50/55 s。微波水热法制备的分级结构SnO₂@ZnO纳米材料在300℃的工作温度下,材料对NO2气体的检测极限为2 ppb,浓度检测范围为2 ppb～10ppm,在10 ppm浓度下,其响应度为52.3,响应/恢复时间为16/10 s。相比于水热法,微波水热法合成的材料具有更快的响应/恢复速度。通过单因素实验,筛选出适合微波水热法合成分级结构SnO₂@ZnO纳米材料生长的工艺参数,并在该工艺参数范围的基础上,采用正交实验进一步优化材料的气敏响应度,得出优化后的合成工艺为:反应时间t=45 min,反应温度T=200℃,锡锌比[Sn]/[Zn]=6/1,碱盐比[OH]/[Sn]=9/1,在此工艺参数下制备分级结构SnO₂@ZnO纳米材料,并测试材料在NO2浓度为100 ppb至1000 ppb下的气敏性能,在1000 ppb时,材料的响应度为5.5,响应/恢复时间为100/92 s。通过Fe、W、Sb对优化后的分级结构SnO₂@ZnO纳米材料中的SnO₂进行掺杂,研究分级结构SnO₂@ZnO纳米材料在100 ppb～1000 ppb的NO2气敏性能。结果表明:Fe掺杂可以有效的提高分级结构SnO₂@ZnO纳米材料的响应/恢复速度,但其响应度会随着掺杂比例逐渐降低。W掺杂一定程度上可以改善分级结构SnO₂@ZnO纳米材料的响应度,但是响应/恢复速度变化不大。Sb掺杂会极大的提高分级结构SnO₂@ZnO纳米材料的响应度,同时可以提高响应速度,但是恢复速度会随着掺杂比例降低。整体对比分析,Sb掺杂比例为7%时,具有较好的气敏响应度和较快的响应/恢复速度。最后初步研究了分级结构SnO₂@ZnO纳米材料的可见光光催化性能和雷达红外兼容隐身性能。结果表明,分级结构SnO₂@ZnO纳米材料在可见光光催化领域和雷达-红外兼容隐身领域均具有优异的性能。在可见光光催化领域,分级结构SnO₂@ZnO纳米材料的可见光光催化性能明显优于单一的ZnO材料和SnO₂材料,ZnO材料中的缺陷是宽禁带半导体材料在可见光下有效进行光催化的主要原因;ZnO-SnO₂异质结有利于光生电子空穴的有效分离,是分级结构SnO₂@ZnO纳米材料光催化性能增强的主要机制。分级结构SnO₂@ZnO纳米材料引入的大的比表面积、界面极化、以及复杂的空间导电网络是雷达波吸收性能提升和红外发射率降低是主要原因。