挥发性有机和无机化合物的气体具有不同的毒性、刺激性、腐蚀性,对人体的眼睛、皮肤、粘膜等都会造成一定的损伤,长期接触则有突变致癌甚至死亡的潜在危险。因此,高效、实时、便捷的检测有毒气体对人体健康具有重要的意义。本论文在反蛋白石光子晶体的孔隙中填充功能分子,制备得到高效检测气体的光子晶体薄膜化学传感器。主要包括两个方面:一方面,利用功能分子与目标气体之间特殊的亲和力以及反蛋白石本身所具有的三维大孔结构、高比表面积等特性,通过改变光子晶体薄膜的平均折射率改变光子禁带,导致反射光谱移动,从而实现对目标气体的可视化检测;另一方面,利用光子晶体的慢光子效应增强荧光的性质,提高荧光检测的灵敏度,最终实现对目标气体的快速、高效、实时监测。具体内容如下:1.在SiO₂反蛋白石光子晶体孔隙中填充聚（甲基丙烯酸2-羟乙酯-co-丙烯酸甲酯）（P（HEMA-co-MA））,制备得到可视化检测挥发性醇的传感器。将该传感器置于挥发性醇环境中,禁带发生了红移,尤其对于异丙醇/丁醇,可以获得超过85 nm的禁带红移,并且薄膜颜色从绿色变为红色,这可以通过肉眼观察到。这是由于反蛋白石三维大孔结构以及共聚物与醇强的亲和力,使醇分子扩散并在孔壁吸附,引起反蛋白石平均折射率的增加。而置于空气中醇气体挥发和脱附,使传感器重新被激活。通过对反射光谱监测,发现该传感器具有良好的选择性、灵敏度并且可重复使用。结果表明,所制备的传感器可作为检测挥发性醇的可视化传感器。2.通过自由基共聚反应制得功能聚合物——聚（4-乙烯基苄基氯-co-甲基丙烯酸甲酯）（P（VBC-co-MMA））,将其填入SiO₂反蛋白石光子晶体的孔隙中,得到高效检测对二甲苯蒸气的可视化传感器。将所制备的传感器暴露于对二甲苯蒸气氛围中,反射光谱红移超过50 nm,薄膜颜色由黄绿色转变为橙红色。这是由于P（VBC-co-MMA）与对二甲苯具有特殊的亲和力致使对二甲苯在孔隙内扩散并在孔壁吸附并冷凝,增大了光子晶体薄膜的平均折射率,所以反射光谱红移。而当传感器再次暴露于空气中,对二甲苯挥发,低折射率的空气取代了高折射率的对二甲苯,导致孔隙平均折射率减小,反射光谱蓝移,薄膜恢复至黄绿色。有机蒸气可逆的吸附与脱附,实现了传感器的重复使用。这为可视化检测对二甲苯提供了一个简单而经济的方法。3.制备了2-（2-乙酰氧基苯基）喹唑啉-4（3H）-酮（HPQ-Ac）填充的SiO₂反蛋白石光子晶体荧光传感器,实现了对氨气的高效检测。将所制的传感器置于氨气中,30s内即在492 nm处出现强的荧光,这是因为HPQ-Ac与氨气反应生成荧光产物,而光子晶体的慢光子效应增强了该荧光。最佳传感器所产生的荧光强度与对照样相比达到25.6倍,最低检测限0.46 mg dm^-3。此外,反蛋白石的三维大孔结构结构有利于气体的快速扩散,其高比表面积又提供了较多的反应活性点,实现了快速响应。而当传感器暴露于氯化氢气体氛围中,由于氯化氢气体破坏了荧光产物分子内的氢键,并且阻断分子内的质子转移,致使荧光淬灭,从而可以再次激活传感器,使其可以被重复使用。该方法为高效检测氨气提供了新的思路,也为开发其他新型气体荧光传感器提供了平台。