气体传感器能够有效检测浓度低于人类嗅觉极限的有毒有害及易燃易爆等气体, 在****、环境安全、医疗诊断等领域具有重大的研究意义。其中电阻式气体传感器因其成本低廉, 普遍适用于民用气体检测而受到广泛应用。气敏材料是气体传感器的核心, 设计合成合适的气敏材料对发展高性能气体传感器至关重要。本文在简单介绍气体传感器、电阻式气体传感器以及电阻式气体传感器常用的几种传感材料的基础上, 聚焦于n型半导体SnS2气敏材料, 归纳了该材料的结构与性质, 重点阐述了提升SnS2气敏材料传感性能的方法, 包括空位工程、热激活工程、光激活工程和异质结工程, 并对SnS2气敏材料的研究趋势进行了展望。

采用高温固相法制备了Zn0.97Ce0.03S光学气敏材料, 搭建了一套由Zn0.97Ce0.03S气敏薄膜、简易气室、光纤光谱仪及配套软件构成的气体传感器用以检测H2S气体.实验结果表明：该H2S气体传感器的检测限为4.28 ppm, 稳定性好、灵敏度高、抗干扰能力强.采用荧光猝灭的Stern-Volmer方程分析发现, H2S气体浓度与敏感元件荧光猝灭信号呈良好的线性对应关系, 且整个传感器制作简单、响应迅速, 可实现对低浓度H2S气体的高灵敏检测.

光学气敏材料吸附气体分子后导致光学性质发生变化，运用这一原理来检测环境中的气体成分，称为光学气敏效应。采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法，研究了光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附H2S分子的微观特性，计算了TiO2(110)表面吸附能、电荷密度、态密度和光学性质的变化。结果表明，TiO2最稳定的表面是终止于二配位O原子的(110)面，只有含有氧空位的表面才能稳定吸附H2S，且氧空位比例越高，越有助于H2S吸附于表面；表面吸附H2S以水平吸附方式为主，在氧空位比例达到33%时，吸附能为0.7985 eV；吸附的实质是表面氧空位具有氧化性，氧化了H2S分子。在可见光400~760 nm范围内，存在氧空位的TiO2(110)表面吸附H2S后都可改善表面的光学性质。氧空位缺陷浓度越高，改善材料对可见光的吸收和反射能力越强，光学气敏响应能力越佳。

研究光学气敏材料吸附气体后的光学气敏特性是气敏传感研究的热点问题。研究了金红石相TiO2(110)面吸附NH3的微观机制和光学气敏特性。结果表明，NH3分子容易被含氧空位缺陷的金红石相TiO2(110)面所吸附，且提高表面氧空位的比例，有利于NH3稳定吸附。表面吸附NH3分子以负电荷中心向下为主，当氧空位比例为33%时，吸附能为1.7313 eV。表面吸附NH3为化学吸附，NH3的H原子被还原而N原子被氧化。含氧空位的表面吸附NH3在可见光1.5~3.1 eV范围内，表面氧空位比例越大，其对可见光吸收和反射能力越强，光学气敏性越灵敏。