气体传感器被广泛应用于工业、农业、室内环境监测、军事等领域,用以监控日益严重的室内外空气污染问题与突发战场环境问题。电阻式半导体气体传感器因制备工艺简单、应用范围广、节能、安全等优点而备受关注,其中石墨烯传感材料因具有大的比表面积以及优异的电学调控特性,成为近年来研究的重点之一。然而本征石墨烯以及石墨烯衍生物（如氧化石墨烯或还原氧化石墨烯）还存在灵敏度不高、响应恢复时间过长、选择性差等问题依然有待解决。本论文从缺陷态吸附活性位点调控的角度出发,通过光芬顿刻蚀、水蒸气还原两步法制备了多孔石墨烯（即多孔还原氧化石墨烯,PRGO）,研究并优化了孔洞与含氧官能团对缺陷石墨烯电阻式气体传感性能的影响。论文研究了光芬顿刻蚀以及水蒸气还原过程中缺陷状态以及含氧基团随时间的变化情况。结果发现,光芬顿刻蚀效率很高,随着分钟级反应时间的延长,光芬顿刻蚀孔洞增多、增大直到形成石墨烯量子点;在水蒸气还原过程中,随还原时间增加,烷氧基团和环氧基团含量显著降低,而孔洞缺陷边缘的羧基基团数量保持基本稳定。进一步研究了刻蚀时间、还原时间对PRGO的气体传感性能的影响。结果表明,在本论文实验条件下光芬顿刻蚀5 min时,孔洞缺陷密度大且尺寸适宜,传感性能最好;在水蒸气还原过程中,随着还原时间的增加,传感性能先增大后减小,在本论文实验条件下180℃还原6 h时,传感性能最优。论文重点对PRGO-5min-6h样品进行了测试性能的优化。结果发现,基于叉指电极的电阻式传感器,降低气敏材料厚度、提升测试温度均有利于进一步提升传感信号。100℃的温度能够减少H2O的干扰且有利于缩短脱附时间。经过优化,PRGO-5min-6h在100℃条件下对NO2展现出优异的传感性能:灵敏度高达12ppm-1(文献报道石墨烯单组分的最高值为2.44 ppm-1;石墨烯多组分复合材料的最高值为20 ppm-1),理论检测极限低至0.66 ppb（实测5 ppb NO2时响应值为6.8%）,线性度高（R~2=0.9988）且线性范围宽（5 ppb-2 ppm）。PRGO-5min-6h对NO2具有优良的选择性,在相同浓度下对NO2的响应值比其他干扰气体至少强48倍以上。这是由于孔洞缺陷、羧基官能团与NO2的化学结合能高于其他干扰气体。与未经光芬顿刻蚀且相同还原条件下制备的还原氧化石墨烯（RGO）相比,PRGO-5min-6h对5 ppm NO2的传感性能提升了20倍以上,实现了通过缺陷调控提高石墨烯气体传感性能的目的。本论文为进一步探索缺陷调控技术、促进石墨烯气敏传感器的实用化奠定了技术基础。