石墨烯作为具有近乎理想的二维纳米结构新型材料,具有优良的光电性能、极高的电子迁移率、导热率、环境稳定性以及优越的力学特性,在气体传感材料领域有着广泛的应用。氧化锌是一种重要的n型半导体材料,拥有较大的激活能和大的禁带宽度,研究表明其对多种气体表现出了气体传感性能。本论文研究了氧化锌纳米线-石墨烯复合材料的制备,测试了不同制备条件得到的复合材料在室温下对氨气的气体传感性能,并基于制备的传感器设计了一套便携式的气体传感检测系统,实现对氨气的实时检测。研究工作取得了以下成果:(1)利用改进的碳热还原化学气相沉积法制备出氧化锌纳米线,利用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯,以不同质量百分比的氧化锌纳米线和氧化石墨烯为原料,以聚丙烯吡咯烷酮为粘结剂在室温下合成了氧化锌纳米线-氧化石墨烯,再通过热还原得到氧化锌纳米线-石墨烯复合材料,并对得到的材料的性能进行了表征。(2)在室温下检测基于该复合材料的传感器件对氨气的响应,发现氧化锌纳米线-石墨烯复合材料对氨气的气体传感性能远远优于纯氧化锌纳米线和纯石墨烯的气体传感性能。当复合材料中氧化锌的质量分数为25 wt%时,复合材料在室温下对50 ppm浓度氨气的电阻变化值达到19.2%,而纯氧化锌纳米线在室温下对氨气不发生响应,纯石墨烯的响应值则小于0.3%。此外,复合材料在室温下对氨气的响应还具有很好的重复性、较高的灵敏度以及优异的选择性。研究表明了在复合材料中,氧化锌纳米线和石墨烯之间产生了良好的协同效应,提高了复合材料的气体传感性能。(3)基于氧化锌纳米线-石墨烯复合材料的传感器,设计了一套便携式的气体传感系统,主要由元器件、电源、信号调理电路、数模转换电路、微处理器控制单元以及上位机等六个模块组成。电源分为模拟电源和数字电源。模拟电源用于信号调理电路和数模转换电路模拟部分的供电;数字电源用于数模转换电路数字部分和微处理器控制系统的供电。信号调理电路对气体传感器受氨气浓度影响的阻值变化信号进行调理,使其适合于数模转换器的输入。数模转换电路将调理得到的模拟电压信号转化为数字信号,以便用于系统的数据处理。微处理器控制单元负责数模转换值的采集、数据处理和简单的人机交互,以及与上位机进行通信。所设计的检测系统基于复合材料的元器件,成功实现了实时检测氨气浓度的目标。