气敏传感器件包括传感材料和传感基底,传统的传感器件多采用金属氧化物半导体材料和刚性基底,其不仅功耗高、应用范围有限,而且会产生一些难以降解的固体废弃物,造成对环境的污染。生物质材料具有绿色环保、可再生、价格低廉、性能易控可调等优点而广受关注。本文采用高温碳化法和水热法分别制备了生物质棉基材料（CFs,ZnO/CFs）和碳量子点（CQDs）,碳化制备的棉纤维产生了中空结构,增加了CFs和ZnO/CFs的比表面积,ZnO和CFs之间形成的异质结,提高了传感材料的性能。以过期的牛奶为原料,经水热法制备了CQDs,CQDs具有P、N和S共掺杂、纳米粒径、超高比表面积等特点,与纯棉面巾（PCFT）复合制备的柔性传感芯片CQD/PCFT表现出高灵敏度和弯曲稳定性。本文主要采用生物质材料从传感材料和传感基底两方面来研究气敏性能,具体工作如下:（1）利用一种简单的碳化方法将可再生废弃棉织物碳化为中空碳纤维CFs和ZnO/CFs复合材料,这是首次将其作为气体传感材料进行研究。结果表明,碳化破坏了棉纤维内的氢键并改变了它们的微观结构。同时,高温促进了吸附在棉纤维上的乙酸锌分解为ZnO,在ZnO和CFs之间形成大量的异质结,从而进一步提高了其气敏性。因此,通过控制碳化温度有效地调整了CFs和ZnO/CFs的气敏特性,从而实现了对目标气体的不同响应。基于CFs和ZnO/CFs的传感器阵列对室温下的目标气体进行了快速和有区别的检测。传感器阵列的响应时间和恢复时间分别不超过15 s和4 s。可控CFs和ZnO/CFs对CH2O蒸汽的理论检测限分别为0.45和0.17 ppb。这项工作将棉花的应用扩展到了气体传感器领域,丰富了气体传感材料的种类。（2）通过简单的水热法,用过期牛奶制备了由P、N和S自掺杂的CQDs。将PCFT浸入CQDs墨水中并干燥,首次制成柔性的全生物质CQD/PCFT传感芯片。由于P、N和S的自掺杂,纳米粒径,CQDs的均匀分散以及CQD/PCFT膜的优异渗透性,柔性CQD/PCFT传感芯片在0-60°的范围内显示出高灵敏度和弯曲稳定性。柔性CQD/PCFT传感芯片对CH2O和H2O2的检出限分别计算为22.1和5.3 ppb。重要的是,由于CQDs的功能基团丰富且存在缺陷,柔性传感芯片针对不同的目标分析物显示了不同形状的感测曲线,这为仅依靠单个传感器和图像识别就可判别检测多种分析物奠定了基础。此外,创建了响应时间和响应大小的二元参数方法,这也表明单个传感器可以显示判别性检测。生物质CQDs墨水不仅方便、经济、环保、而且具有丰富的官能团和缺陷,与棉纤维有效结合的协同作用,提高了气敏性能。这项工作扩展了生物质CQDs的应用,并为开发柔性气体传感芯片提供了有益的探索。