随着社会的不断发展,科技的不断创新,人们的生活也不断富裕起来了。社会想要不断向前发展,就需要消耗更多的地球资源。社会的发展虽然给我们带来了许多方便,同时也给我们带来了不少的环境污染。在生产和室内装修过程中所排放的气体,以及汽车尾气等各类气体日益增多。在这些气体中有些气体是有毒、有害气体,具有较强的毒性。它们严重的危害着人类的身体健康和生态环境。因此,研究并开发有效、安全、可靠及在线连续监测的方法是具有十分重要的意义。光波导化学传感器就是能够有效的应用于有毒、有害、易燃、易爆气体的检测。它具有灵敏度高、响应速度快等诸多特点。因此,在化学、生物检测等领域中占有很重要的地位。作为光波导化学传感器的敏感部分,敏感材料能直接影响传感器的敏感性能,所以选择适当的敏感材料,使光波导化学传感器的敏感性能达到最佳状态是本研究项目的主要目的。半导体金属氧化物在光波导化学传感器中具有良好的气敏特性。因此,半导体气敏材料是这项工作中研究的热门点之一。本论文将半导体气敏材料具有的独特性能和光波导化学传感器的优越性结合在一起,以掺杂型ZnFe2O4作为敏感材料,利用光波导敏感元件对挥发性有机气体的气敏性进行了研究。文章绪论部分,主要介绍了大气和室内污染以及它们带来的危害性,传感器及它的发展历史,传感器的定义和它的主要分类,气体传感器的发展趋势、光波导化学传感器和它的分类、原理,半导体气敏材料的优点。最后还提出了课题来源和论文研究工作的主要内容,本论文围绕光波导化学传感器技术做了以下几个方面的工作：1.V205是一种过渡金属氧化物。它具有灵敏度高、成本低、活性高、导电性好、稳定性可靠等诸多优点。本章采用溶胶-凝胶法制备V205掺杂ZnFe2O4溶胶作为敏感试剂,通过浸渍-提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面上制备V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜,研制出V205掺杂ZnFe2O4复合薄膜／锡掺杂玻璃光波导敏感元件,对二甲苯、苯乙烯、氯苯等挥发性有机气体进行检测。结果表明,该敏感元件对二甲苯气体具有较高的灵敏度、较好的重复性和选择性响应,能够检测到的最低气体浓度1×10-6(4.41mg/m3)。2.Fe203是n型半导体,也是一种典型的锂离子电池负极材料。Fe203具有无毒、低廉、优良的热、化学稳定性好等优点。本章主要采用溶胶-凝胶法,分别制备了两种不同的溶胶(Fe203和Fe2O3-ZnFe2O4溶胶),并用浸渍-提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面上研制出两种敏感元件,然后与挥发性有机气体进行检测,筛选出最佳条件进行响应。从本实验结果得知,纯的Fe203敏感元件主要对二甲苯和苯乙烯气体有较好的选择性响应,以及检测到的最低浓度分别为二甲苯1×10-6(4.41mg/m3)和苯乙烯(4.34mg/m3)。纯的Fe203掺杂ZnFe2O4后改变了气体的选择性(主要对二甲苯和氯苯具有良好的选择性),也提高了对气体的灵敏度。敏感元件对二甲苯气体浓度的检测范围为1×10-3(4.41×103mg/m3)至1×10-7(0.44mg/m3),对氯苯气体浓度的检测范围为1×10-3(4.69×103mg/m3)至1×10-7 (0.47 mg/m3)。Fe2O3掺杂ZnFe204后此元件对二甲苯和氯苯气体具有良好的线性关系。本论文所研制的敏感元件灵敏度高、响应快、容易制备等优点,且具有较好的使用价值。