氧化锌（ZnO）作为一种常见的n型金属氧化物半导体材料,在气体传感领域有着广泛的应用。纯相ZnO存在工作温度高、选择性差等缺点,因此对ZnO气敏材料进行修饰改性,来提升或扩展ZnO的气敏性能,具有重要的研究意义。通过掺杂复合、形貌调控等手段引入更多缺陷和活性位点,可有效提升ZnO的气敏性能。本论文以传统ZnO材料为基础,成功制备出氮掺杂碳@ZnO纳米复合材料,通过原位复合氮掺杂碳、形貌调控、光辐照和Sn4+离子掺杂等方法对提升其气敏性能进行了系统研究,旨在得到低功耗、高性能的室温气敏复合材料,探究其在NO2气体和有机挥发性气体（VOCs）检测领域的应用。主要工作如下:1.氮掺杂碳@ZnO纳米颗粒复合材料制备及其气敏性能研究。以蔗糖和Zn（NO3）2·6H2O为前驱体,通过一步溶液燃烧法结合氮气条件下退火处理得到了氮掺杂碳@ZnO纳米颗粒复合材料。在煅烧过程中,硝酸根离子作为膨化剂和氮源,通过控制前驱体比例,可有效控制ZnO纳米颗粒的粒径和碳膜厚度。含有孤对电子的氮元素直接掺杂到碳中,并与ZnO纳米颗粒形成异质结构,改善了材料的载流子输运行为并提供了大量的缺陷和活性位点,大幅提升了材料的气敏性能。与纯相ZnO相比,氮掺杂碳@ZnO材料在200℃下对NO2气体的响应提高了74.9倍,表现出优异的重复性和选择性,详细研究了湿度对传感器的影响,并基于能带结构和耗尽层理论提出了NO2传感机理。2.氮掺杂碳@ZnO多孔纳米片材料的制备及其气敏性能研究。在氮掺杂碳与ZnO所形成的异质结构基础上,通过水热法将氮掺杂碳@ZnO纳米颗粒复合材料进一步转变为氮掺杂碳@ZnO多孔纳米片,增大复合材料的比表面积、引入更多缺陷。同时借助光辐照产生光生电子空穴对调制表面电子结构,极大地提升了材料的气敏性能。在白光辅助下,氮掺杂碳@ZnO多孔纳米片对NO2响应最高,室温下对3 ppm NO2响应可达～28.2,基于异质结能带结构和光诱导协同机制,分析了气敏增强机制并提出了合理的传感机理。3.氮掺杂碳@Sn4+掺杂ZnO纳米棒复合材料的制备及其气敏性能研究。通过在前驱体（蔗糖和Zn（NO3）2·6H2O）中引入适量的Sn2+,成功制备了氮掺杂碳@Sn4+掺杂ZnO纳米棒复合材料。Sn4+的掺杂诱导形成了稳定的氧空位态和更多的载流子,使材料对外界的微扰更加敏感且导电性得到明显增强。通过控制Sn4+的掺杂量可以有效调控ZnO在[0001]晶向上优先生长,使ZnO形貌由颗粒转变为棒状。在260℃下,氮掺杂碳@Sn4+掺杂ZnO纳米棒复合材料对乙二醇具有较高的灵敏度和选择性,且响应/恢复速度较快,分析提出了乙二醇传感机理。