我国煤炭资源丰富,储量和产量均居世界前列。但由于我国煤炭资源储存的地质条件相对较差,长期以来,瓦斯爆炸事故时有发生,造成严重的人员伤亡和财产损失,已成为煤矿安全的最大危害因素之一。因此,为有效预防煤矿瓦斯灾害事故的发生,对煤矿井下瓦斯气体的检测与识别显得尤为重要。近年来,金属氧化物半导体气体传感器因具有灵敏度高、稳定性好、工作温度低、结构简单、使用方便、价格低廉等优势已成为气体传感器领域的研究热点。氧化铟（In2O3）是一种典型的n型金属氧化物半导体,因其具有宽带隙、高电导率、高透光率、高催化活性和表面缺陷等优越的光学、光电特性被广泛应用于气体传感器、太阳能电池、光催化等领域。但研究发现基于纯相In2O3微纳材料制备的气体传感器存在着工作温度较高、稳定性差、选择性低等缺点,难以满足制备高性能气体传感器的要求。本论文针对纯相In2O3材料存在的问题,通过构筑贵金属修饰、p-n异质结作为增敏剂来改善纯相In2O3材料的CH4气敏性能,并开展了以下三部分的实验研究:（1）通过水热法、溶剂热法制备了不同形貌结构的In2O3微纳米材料,如In2O3纳米颗粒、纳米球、海胆状微米球、微米球和多孔纳米片。并对这些材料进行了一系列表征分析和CH4气敏性能测试。实验结果表明,制得的In2O3微纳米材料对CH4具有一定的响应能力。后续通过修饰贵金属和金属氧化物对制得的In2O3微米球和纳米球进行了改性。（2）通过溶剂热法制得了In2O3微米球并结合浸渍法制备了不同含量贵金属银（Ag）、钯（Pd）修饰的In2O3复合材料,并分别对其进行了表征分析和CH4气敏性能测试。实验结果表明,适当含量贵金属修饰后的In2O3微米球具有更为优异的CH4气敏性能,6.0 at.%Ag/In2O3和6.0 at.%Pd/In2O3表现出最佳的CH4气敏性能。与纯相In2O3微米球相比,6.0 at.%Ag/In2O3气敏元件的最佳工作温度由140℃降低为120℃,对500 ppm CH4的响应由9.751提高到了27.464,增加了约2.464倍,检测下限低至0.70 ppm;6.0 at.%Pd/In2O3最佳工作温度由140 ℃降低为50 ℃,对500 ppm CH4的响应值为15.317,检测下限低至1.78 ppm。且负载贵金属后二者均具有良好的稳定性和灵敏度,选择性也有较大的提升。Ag和Pd纳米粒子对CH4的增敏作用主要归因于贵金属的化学催化、溢出效应和肖特基势垒的形成。（3）通过溶剂热法结合煅烧法制得了纯相In2O3和NiO修饰的In2O3纳米球。气敏性能测试结果表明,相较于纯相In2O3纳米球,NiO的修饰显著提高了In2O3纳米球的CH4气敏性能。最佳工作温度由原来的180 ℃下降为120 ℃,且120 ℃时对500 ppm CH4的响应为13.057提高了约10.3倍,并且具有良好的选择性,重复性和长期稳定性。NiO/In2O3纳米复合材料CH4气敏性能的提高主要归因于p-n异质结的形成、NiO的催化作用以及NiO对氧的高吸附能力。