目前，气体检测方法包括光学方法、热导分析、磁式氧分析、化学发光式气体分析仪以及电学 方法等十几种[1]。相对而言，属于电学 方法的气敏传感器，既能满足实际生活检测中对灵敏度和可靠性的要求，也具有操作简单、使用方便等优势。因此，在现有的  各类检测设备中，气敏传感器占有很重要的地位。

    气敏  传感器的核心元件是传感器，即气体 敏感元件。它是一种能感知环境 中某种气体及其浓度 的 器 件或装 置，并将被测气体的成分与浓度转变为可进行测量的信息，利用物理或化学效应引起电阻、电位、电容或者频率的变化而实现检测、监控、评估、报警的功能[2]。

气敏  传感器主要工作原理是气敏 元件和气体接触后，发生化学 或物理吸附，导致元件  电 阻值产生变化，从而将被测气体的成分与含量等相关信息 转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中 的存在情况有关的信息。

1.1.2  气敏传感器现状

    随着材料科学的蓬勃发展，尤其是在纳米材料的带动下，新型气敏 传感器层出不穷。根据气敏  传感器的工作原理，可以分为半导体型、电化学型、绝缘体型、固态电解质型、光化学型、高分子型等。

半导体气敏 传感器是最常用的，分为电阻型和非电阻  型。而电 阻型又分为表 面 电阻控 制 型和体电 阻 控制 型。表面 电阻控制 型材料有ZnO[3]、SnO2[4]等，这种类型的材料在适当温度下，表面吸附空气中的O2，捕捉导带中的电子，形成氧负离子（O2-、O-、O2-），使得表面载流子浓度降低，表面电阻增加。当气敏材料表面暴露在乙醇等还原性气体中，一定温度下，这些还原性气体与先前表面吸附的氧负离子发生作用，释放出电子，从而导致材料表面电导增加，电阻降低。当气敏材料表面暴露在NO2等氧化性气体中，规律正好相反，表面载流子浓度进一步降低，表面电阻进一步增加，但是内部化学组成不变。体电阻控制型材料有Fe2O3[5]、TiO2[6] 等，半导体材料内部原子与气体反应，使得内部组成发生改变，导致电阻变化。

    目前，气敏传感器中使用的气敏材料有金属氧化物和复合氧化物半导体材料，如TiO2、CuO-ZnO等；复合氧化物有类钙钛矿结构的物质，如SrTiO3；有机高分子，如聚苯胺[7]、聚吡咯[8]、聚酞亚胺、金属酞菁配合物（MPc）等。

金属氧化物 半导体气敏传感器，作为半导体气敏 传感器的一大类，由于具有灵敏度高、响应恢复时间短、原材料来源广泛、成本低廉、制备简单等优点，得到了广泛的应用。

1.1.3  气敏材料的应用

利用气敏材料制成的敏感元件，其检测灵敏度通常为百万分之一的数量级，有“电 子 鼻”之称。

（1）民用方面：家庭气体的泄漏检测和报警，如液化石油气(LPG，主要成分C3H8和C4H10)、天然气(主要成分CH4)、城市煤气(主要成分CO和H2)；火灾的检测和报警等。（2）工业应用方面：在化工生产中检测CO、NO、NO2、SO2、H2S、NH3等有毒有害气体；食品工业中水果成熟度的检测、海鲜新鲜度的评估；公共交通中驾驶员呼气中酒精浓度的检测，防止酒后开车，减少交通事故等。（3）空气质量检测：检测NO2、SO3、SO2、HCl等引起酸雨的气体；检测CO2、N2O、CH4、CO、O3等温室效应气体；检测CO、CF2Cl2、NO等破坏臭氧层的气体；家居办公场合，检测人造材料中对人类有急性或慢性危害作用的芳香烃、酮类和醛类等微量气体，监测NH3、H2S等，净化空气。

1.1.4  气敏材料的展望