健康是民生的第一要素,是关系到广大人民群众切身利益的第一民生。在当今社会,随着生活水平的提高,人们开始越来越关注自身的健康状况。开发检测人体疾病的技术手段为人民健康提供保障是必不可少的,其中人体呼出气体检测是实现人体疾病早期筛查与诊断的有效方法。因此,针对人体呼出气体的疾病标志物的检测与分析在人体健康监测中是极其重要的,在保障人们民生健康和医疗诊断方面具有重要的意义。疾病严重威胁着人们的身体健康,其中呼出气体中氨气、三甲胺、甲醛和丙酮可以分别作为肾脏、鱼臭症、肺癌和糖尿病疾病气体标志物,对这些呼出气体进行检测诊断,可以为上述疾病的早期筛查与诊断提供重要的依据。本文面向人体疾病诊断的呼出气体检测传感器为研究背景,制备了基于Ni O/Mo S2异质结的氨气传感器、基于Mo O3/Mo Se2异质结的三甲胺气敏传感器、基于ZSO@CNTs异质结的甲醛气敏传感器和基于Zn Co2O4@Ag肖特基结的丙酮气敏传感器。首先,以开发基于二维纳米材料与金属氧化物异质结、以及贵金属与双金属氧化物肖特基结的高性能呼出气体传感器为目标,针对氨气、三甲胺、甲醛和丙酮气体进行了敏感材料的筛选。随后,利用水热法、牺牲模板法等方法制备了可用于检测呼出气体的金属氧化物、过渡金属硫化物或硒化物等,同时使用滴涂法和旋涂工艺等制备了相应的高性能呼出气体传感器,并采用XRD、SEM、TEM、XPS和EDS等表征技术对传感器件进行了分析,表明在传感薄膜中构建了异质结与肖特基结。其次,针对上述呼出气体,利用搭建的气敏测试平台对传感器进行了气敏性能测试,其中主要包括了动态电阻响应、响应/恢复特性、稳定性、重复性、选择性和湿度影响等,表明制备的传感器可用于检测上述疾病的标志物。最后基于半导体表面氧气的脱附与吸附反应、肖特基结、异质结理论以及贵金属或碳管的改性作用对传感器的敏感机理进行了解释,在气体传感器的机理分析中具有一定参考价值。本文针对肾脏、鱼臭症、肺癌和糖尿病疾病的气体标志物,以“新材料-新器件-新应用”为路线构建了基于异质结或肖特基结的高性能气敏传感器,并研究其传感性能和传感机理,有望实现疾病标志物微型化、精准性的检测,满足人体疾病早期筛查与诊断的要求,对保障民生健康具有深远的意义。