大气污染和室内空气污染是目前全世界关注的环境污染问题之一,挥发性有机化合物(VOCs)是仅次于颗粒污染物的又一大类大气污染物。为了有效检测污染和防止灾害,研究安全、可靠、能够连续、快速,现场检测痕量气体的有效方法或新型传感器具有十分重要的意义。光波导传感器(OWG)对敏感试剂的选择灵活,而且具有灵敏度高、响应快、易微型化、可连续在线监测、抗电磁干扰、电绝缘性好、成本低等诸多特点,在环境监测、生化检测等领域有着广泛应用前景。将光波导传感技术应用到气体的检测时发挥出了更好的价值。文章前言部分,从挥发性有机物的来源及对人体的严重毒害作用出发,讲述了一些发达及发展中国家对挥发性有机物的检测方法及排放量的限制。介绍了传感器的发展现状及在国民经济中的重要性,化学传感器的应用、分类、工作原理和特点。对光化学传感器中的光波导传感器的发展进行了评述,并着重介绍了光波导传感器的特点、分类及工作原理。本论文结合实验室条件利用光波导传感元件的优越特性,筛选不同的敏感物质对挥发性有机物进行了如下研究工作:1. Nafion即全氟聚苯乙烯磺酸溶液,具有优良的机械物理和化学稳定性。本章中筛选Nafion作为敏感试剂,并将其固定在K~+交换玻璃光波导表面研制了Nafion薄膜/K~+交换玻璃光波导元件,同时研究了该传感元件对甲苯的气敏性。并利用分子吸收光功率的变化解释了敏感机理。研究结果表明,该敏感元件对浓度低于1mg/m~3(0.25ppm)的甲苯蒸汽有很好的响应,并且响应速度快、可逆性好,对干扰气体的研究结果表明,其它气体对该传感元件干扰交少。2.在第一章的工作基础上对Nafion敏感膜进行了改性;在Nafion溶液中掺杂适量的硫瑾(Thionine)溶液,并将其固定在K~+交换玻璃光波导表面,研制了Nafion-硫瑾/K~+交换复合玻璃光波导元件。改性后的复合膜在选择性上有了明显的变化。该敏感元件对二甲苯有一定的选择性,响应最低浓度为1ppm。3.国内外对半导体金属氧化物薄膜光波导的研究主要集中于光通讯和集成光学器件的研制,而对光学传感性能的研究很少,尤其是金属氧化物薄膜光波导气敏元件。本章合成并表征了NiO粉末,用真空镀膜法将其固定在K~+交换玻璃光波导表面,制备了NiO薄膜K~+-交换玻璃复合光波导,并研究了该薄膜的气敏性,检测其气敏性后发现该敏感元件对氯苯蒸汽有很强的选择性响应1.8ppm (8.61mg/m~3),而且该敏感膜灵敏度高、响应快、再现性高、且具有较好的实用价值。