甲烷气体是瓦斯的主要成分,与工业生产、环境能源和安全等方面密切相关。因此,快速准确的检测甲烷气体可以有效预防天然气泄露以及煤矿瓦斯爆炸等事故的发生。Pd-SnO2敏感材料的制备工艺简单、造价成本低,对气体具有良好的气敏响应,搭配目前微型化的传感器阵列结构并与设备集成与一体,使其成为检测甲烷气体的重要选择之一。通过在敏感材料表面印刷HZSM5分子筛过滤膜,降低其它气体对传感器的干扰,从而改善Pd-SnO2材料对甲烷气体的选择性响应。本论文采用液相氧化法制备SnO2纳米颗粒,并通过浸渍法制备Pd-SnO2纳米材料,以HZSM5分子筛材料及贵金属Pt和Pd浸渍改性的分子筛材料作为气体过滤层。通过XRD、SEM、TEM、XPS和TPR等表征手段对材料进行表征分析,结果表明Pd元素以氧化状态均匀负载在正四方锡石相的SnO2纳米颗粒表面,其对SnO2纳米颗粒的表面形貌没有明显影响;分子筛有着比较大的比表面积和孔容积导致其结构比较松散,改变了传感器原本对气体的脱吸附,不同贵金属修饰分子筛对分子筛本身的形貌结构基本没有影响;贵金属的种类与分子筛的化学催化活性关系密切。搭建动态气体测试系统对不同传感器在不同气氛下的响应特性进行了测试。贵金属修饰的分子筛改变了Pd-SnO2材料对气体的灵敏度和选择性。传感器对气体的响应与分子筛的催化特性密切相关,分子筛催化气体的效率决定了材料对气体的选择性。通过在敏感材料表面印刷Pt-HZSM5和Pd-HZSM5涂层,可以有效地提高对CH4的气敏响应能力,检测下限为500 ppm,响应度最高可以达到33。并且在500 ppm CO和20 ppm乙醇存在下,传感器对甲烷的响应也没有收到干扰。通过对分子筛进行表征和催化分析,发现贵金属Pt和Pd修饰分子筛对CO的催化效率可达100%,使得CO在扩散过程中被催化氧化,这可能是提高传感器选择性的主要原因。同时研究还表明,在敏感层表面印刷分子筛层并不会影响传感器的响应和恢复速率。通过氧分压检测试验,分析了传感器电阻与氧分压之间的线性关系,实验结果表明氧分压下的电阻行为与修饰的金属有关,氧气以O-的形式吸附在敏感材料表面。同时对传感器在湿度条件下进行了氧分压测试,湿度抑制了材料表面的氧气吸附,导致传感器电阻减小。本论文中,贵金属改性分子筛修饰Pd-SnO2传感器对甲烷气敏响应特性及机理的研究为开发高性能甲烷气敏传感器奠定了基础。为了使传感器更加适应对目前实际工作环境的需要,后续还应提高传感器对湿度的抗干扰能力和对其他干扰气体的选择性进行深入研究。