工业的持续发展导致环境污染日益严重,空气污染成为威胁人们身体健康的重要隐患。因此实时监测空气中的毒害气体,以便于及时防范显得尤为必要。一定含量的甲醇会引起恶心、头疼、呼吸困难等中毒症状,严重会导致失明,同时对人体的神经系统和血液系统都有很大的危害。因此,制备出一种高性能的甲醇气敏传感器迫在眉睫。近年来,金属氧化物半导体材料由于易操作、易制备和成本低广泛被关注,而SmFeO3作为一种典型的p型半导体材料由于响应高、稳定性好等优良的气敏性能,因此是一种比较有发展前景的气敏材料。本文采用了溶胶-凝胶法(sol-gel)与微波辅助相结合制备了钙钛矿复合氧化物SmFeO3及Co-Fe2O3、ZnO复合的SmFeO3材料,并以SmFeO3为基础材料,采用分子印记技术制备了Co-Fe2O3/SmFeO3和ZnO/SmFeO3,在此基础上结合水热法构建SmFeO3微球。采用XRD、TEM、SEM、XPS、BET对所制备的材料进行结构和微观形貌表征。将所制备的样品制备成气敏元件对其进行气敏性能测试,并对机理进行初步分析。主要内容如下:一、通过微波辅助溶胶-凝胶法制备了不同比例的Co-Fe2O3/SmFeO3和ZnO/SmFeO3p-n异质结材料,对所制备材料的结构表征及甲醇气体的气敏性能测试。结果表明,在一定的比例下,构建p-n异质结会提升SmFeO3对目标气体的气敏性能。当Co-Fe2O3比例为11%时Co-Fe2O3/SmFeO3材料的气敏性能最好。在工作温度为195℃时,对5ppm甲醇气体的响应为7;ZnO的比例为3%时所形成的ZnO/SmFeO3材料在215℃下对5ppm的甲醇气体的响应达到了 15.5,而纯SmFeO3在相同条件下对甲醇气体的灵敏度只有2。二、为了进一步提升SmFeO3对甲醇气体的灵敏度和选择性,在以上基础上对两种p-n异质结材料进行了分子印迹技术改性研究。分别以Co-Fe2O3/SmFeO3和ZnO/SmFeO3为交联剂,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能单体,制备了Co-Fe2O3/SmFeO3和ZnO/SmFeO3分子印迹聚合物。Co-Fe2O3/SmFeO3分子印迹聚合物在工作温度为155℃时对5 ppm甲醇的灵敏度为19.7,对其他气体的灵敏度在8以下,相应恢复时间分别是47 s和19 s;HEMA印迹过ZnO/SmFeO3在工作温度为215℃时5ppm甲醇气体的灵敏度为22.2,对其他气体的灵敏度在4以下,相应恢复时间分别是39 s和19 s。分子印迹技术能显著提高对甲醇气体的灵敏度和选择性。三、在上述改性的基础上,采用水热法制备了 ZnO/SmFeO3微球,在其表面负载了 Sm2O3疏水材料,提高了其在高湿度环境下灵敏度的稳定性。当水热时间为24h时气敏性能最佳,在195℃下对5ppm甲醇气体的灵敏度达到了 124,并且抗湿度稳定性非常好,在30%-70%湿度范围内,灵敏度偏差仅为17,相应回复时间分别是46 s和24 s。四、通过构建异质结,利用两种氧化物半导体价带和导带的不同,加速电子传输,增加导电率,提高了对气体的灵敏度;利用分子印迹技术提高提高对甲醇气体的灵敏度和选择性,利用目标气体为模板分子,与功能单体形成聚合物,利用特殊位点形成对目标气体的靶向识别,从而达到增强的目的。