二十一世纪以来,随着科技和经济的高速发展,环境污染已成为各国普遍关注的问题。大气污染物主要来源于工业、农业以及各种化学反应,其中NO₂是大气污染的主要污染物之一,是形成光化学烟雾与酸雨的主要因素,是《环境检测技术规范》中规定的必测项目之一。因此,对NO₂气体的监测对环境保护、控制治理污染有着重要的意义。论文研究了NO₂气体检测分析与系统设计。主要研究了石墨烯与NO₂气体的气敏特性研究。石墨烯近年来逐渐成为研究人员的研究热点,其特殊的二维结构,使得其在气体传感方向具有得天独厚的优势。论文首先采用软件仿真计算石墨烯分子与NO₂气体分子的基本特性,之后制作了基于石墨烯的NO₂气敏传感元件,进行NO₂气体检测实验。实验现象符合仿真结果,而由于对于石墨烯的研究仍处于初级阶段,其作为NO₂传感器件仍存在一些不足,其中较明显的就是它较长的仪器恢复时间,这给它成为实时检测器件带来了阻碍。而在相关文献中,提到了采用紫外光对吸附NO₂气体的石墨烯进行照射,可以加速其解吸附速率。由于该文献没有给出具体数据和解释,为验证这种现象,论文中设计了相应实验进行研究,并发现了另外白光和蓝光也存在这种现象,对此本文给出的推测是由NO₂气体分子能级间的跃迁导致的,NO₂气体在紫外及可见光波段均有一定的吸收,为了验证其吸收特性,论文选取了中心波长为445nm的蓝光激光器作为光源,基于单光路分时差分的检测方法搭建了检测系统,检测了NO₂气体的吸收光谱特性,验证了其光谱吸收特性。石墨烯作为拥有许多优越性能的新生材料,在各方面应用均具有很大的潜力,本文对石墨烯NO₂气体传感特性的研究,一方面为了探索新的NO₂检测方法,同时,也是希望能够使石墨烯在气体传感应用的发展上更进一步。