天然气普及使用的同时存在很大安全隐患,管道老化引起天然气泄露产生火灾甚至爆炸事故,即甲烷泄露的快速准确检测对天然气的安全使用具有至关重要的作用。常见的甲烷传感器为金属氧化物半导体传感器,因其体积小、易于集成、价格低廉等优点被广泛使用。但金属氧化物半导体传感器选择性较差,容易引发误报警,实际应用中存在很大隐患。为解决该问题,本论文提出一种微型过滤结构调控气体扩散的瞬态过程及反应特性从而提升传感器选择性。微型过滤器可将环境中常见干扰气体如CO和乙醇催化氧化为敏感膜响应较弱的物质,实现对甲烷的高选择性检测。新型传感结构分敏感电极和微型过滤器两部分,其中微型过滤器由多孔陶瓷载体及催化薄膜构成。该结构可避免敏感膜与过滤膜的直接接触产生的元素扩散及薄膜粘附性弱的问题。为验证微型过滤器的普适性,本论文通过制备常见干扰气体的催化材料及甲烷敏感材料进行验证新型器件结构的性能。通过对敏感材料和催化材料的形貌、分散状态和催化活性等表征分析验证其对干扰气体的催化效率。通过可编程动态气路系统模拟不同环境,对器件的气敏性能进行测试分析,借助氧传感器分析器件阻值与氧分压的关系以构建和验证气敏响应机制。结果表明微型过滤传感器对甲烷的灵敏度和选择性具有明显改善。根据表征结果得出催化材料以不规则纳米颗粒形态存在,呈疏松多孔分布,负载Pt在载体表面分布广泛,多以金属单质状态存在,催化活性较高。气敏测试结果表明,微型过滤器将干扰气体CO和乙醇催化氧化为CO2和H2O,对甲烷气体活化提高甲烷分子活性。同时研究表明,传感器具有良好的稳定性、抗冲击性和对环境的高适应性。最后借助幂律响应及原位催化表征,阐述了新型结构传感器符合幂律响应关系,即表面氧吸附与反应是甲烷气敏响应的根本机制。