论文通过采用简单、方便的水热合成法,以Zn²⁺作为诱导剂,合成出了Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料,并通过变化合成参数及掺杂量,探究了各个因素对Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的影响规律,实现了Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的可控合成,通过SEM、TEM、XRD、XPS等表征方法对产物的形貌结构、物相、成分等进行分析,并探讨了其形成机制。在上述基础上,论文研究了Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的气敏性能,其中包括水热时间、水热温度及Zn²⁺掺杂量对其气敏性能的影响,并详细探究了气敏机理。论文还对Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料作为超级电容器阴极的电化学性能进行初步探讨。具体结果如下:合成Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的水热时间为24 h,水热温度为190℃,Zn²⁺的掺杂量与锡源用量的比例为1:1,去离子水与无水乙醇的体积比为2:1,尿素用量为18 mmol,十二烷基硫酸钠（SDS）用量为4 mmol。Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的表征分析结果表明,Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料所属物相为四方晶系金红石结构的SnO₂,形貌结构为球形海胆状结构,其主要暴露面为高能面（101）晶面,材料中Sn及Zn两种元素的价态分别为+4价及+2价,其表面的O有三种状态,分别为O_lattice、O_x^n-及O_OH。通过探究包括合成参数及掺杂量在内的各个因素对Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的影响,论文提出了在Zn²⁺诱导下,Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料水解、脱水缩合、形核长大、熟化、自组装、定向生长六阶段形成机制。Na₂SnO₃及Zn（CH₃COO）₂先通过水解、反应等一系列过程形成ZnSn（OH）₆晶核,ZnSn（OH）₆晶核再继续长大形成晶粒,各个晶粒又通过熟化过程形成立方体状ZnSn（OH）₆,立方体状ZnSn（OH）₆又通过自组装过程形成立方体团状结构,在水热条件及Zn²⁺诱导下,又通过定向生长过程,最终形成Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料。论文还对Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料气敏性能进行了测试分析,结果表明:Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料所制成的气敏元件对乙二醇具有较好的选择性、较低的最佳工作电压及较高的灵敏度,其最佳工作电压为3.5 V,对200 ppm乙二醇的灵敏度为61,对应的响应恢复时间分别为90 s及32 s。与此同时,论文对水热时间、水热温度及Zn²⁺的掺杂量对气敏元件的气敏性能的影响进行了研究。研究结果表明:（1）较少的Zn²⁺掺杂量并不利于提高Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料对乙二醇的气敏性能,只有当Zn²⁺的掺杂量与锡源用量的比例为1:1时,其对乙二醇的气敏性能才会大大提高。（2）水热时间过长或过短都不利于提高Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料对乙二醇的气敏性能,当水热时间为24 h时,其气敏元件对乙二醇具有最好的气敏性能。（3）在较低的水热温度下,Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料对乙二醇的最佳工作电压相对较高,对应的灵敏度相对较低;而在190 ℃的水热温度下,其气敏元件对乙二醇具有较低的最佳工作电压及较高的灵敏度。最后,论文对Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料作为超级电容器阴极的电化学性能进行了初步的探究。测试结果表明,Zn²⁺掺杂球形海胆状SnO₂纳米材料的电化学性能与所期望的效果相距甚远。