随着“环保”、“节能”等理念越来越被人们所重视,天然气进入了人们生活中并且成为了不可缺少的能源之一。但是由于天然气的主要成分——甲烷具有易燃、易爆等特点,需要对其进行重点监测。虽然至今为止人们已经开发出多种甲烷传感器,但是越早发现天然气的泄露便越容易保护人们的生命财产安全。因此,研制出更快速、更灵敏、更精准的甲烷传感器仍然具有很大的前景与意义。近年来,新型纳米材料——石墨烯脱颖而出,其应用于半导体传感器领域的优势使得甲烷传感器的性能参数有望达到新的高度。本论文将采用溶胶-凝胶的方法制备出石墨烯/SnO₂气敏材料,并以此材料制备出高灵敏性能的甲烷传感器。在阅读整理大量国内外文献资料基础上,本文选用溶胶-凝胶法,通过控制溶胶内各化学组分、不同烧结温度及石墨烯掺杂量和掺杂方法等条件制备出多组石墨烯/SnO₂薄膜甲烷传感器,以进行不同环境下的测试;与此同时,同样以溶胶-凝胶法制备出传统贵金属掺杂的Pd/SnO₂气敏薄膜,并进行气敏性能测试。最终,将两种传感器的气敏性能测试结果进行对比和理论分析。本论文优化了SnO₂气敏薄膜的制备方法,并对所制备的气敏材料进行了XRD、SEM、AFM等手段的表征。通过对气敏材料表征和气敏性能测试发现,在烧结温度为550℃时,石墨烯/SnO₂气敏材料的性能最好。通过测试不同石墨烯掺杂量和掺杂方法的气敏薄膜发现,适量石墨烯掺杂并进行超声分散的气敏材料的性能较好。通过石墨烯/SnO₂和Pd/SnO₂两种气敏材料的性能测试验证出本文所制备的石墨烯/SnO₂气敏材料较传统的Pd/SnO₂材料不仅具有更高的灵敏度、更好的气体选择性、更好的稳定性,而且对工作环境温度要求更小。