甲烷是易燃易爆气体,是矿井瓦斯主要成分,瓦斯爆炸易引起重大经济损失和安全事故。因此,对矿井中甲烷进行监测十分必要。目前,矿井甲烷监测主要有热催化燃烧型、气敏半导体型、红外吸收型和光干涉型瓦斯传感器,但它们有检测周期长、精度差、易中毒、维护不便等明显不足。因此,研究一种安全、可靠、高灵敏度的甲烷传感系统具有重大现实意义。笼形超分子材料是一类重要的新材料,其在生命科学、材料科学、分子电子学、传感器等领域具有重要作用。近年来研究发现,笼形超分子材料Cryptophane A和E对甲烷敏感,有望将它们用于新一代甲烷传感器。采用三步法合成Cryptophane A和E;通过核磁共振、紫外吸收和荧光光谱等技术表征其结构和理化性质;设计制作纤芯失配型光纤甲烷传感器,评价传感性能;探讨Cryptophane A和E对甲烷敏感机理。取得如下结论:（1）综述国内外甲烷气体监测技术应用现状,新型矿井瓦斯监测技术研究情况,Cryptophanes A和E合成方法及其甲烷敏感特性研究进展。（2）以香草醛为原料采用三步法合成Cryptophane A和E,得到最终合成产率分别为3.08%和9.79%。最优合成和分离工艺为:第一步,香草醛过量,80℃下回流22h;1,2-二（4-甲酰-2-甲氧基苯氧基）乙烷分离先用溶剂溶解固体,然后抽滤、真空干燥,1,3-二（4-甲酰-2-甲氧基苯氧基）丙烷分离经重结晶、抽滤、真空干燥;第二步,缓慢多次加入NaBH₄(M_NaBH4 /M_compound2=6:1),60℃下回流25h,反应完全后用稀HCl和甲醇/水溶液（体积比为1:1）充分洗涤抽滤;第三步,甲酸（90%）中70℃下回流4h,并蒸干,经CH₂Cl₂萃取,最后硅胶色谱柱过柱(V_二氯甲烷/V_丙酮=10:1)。（3）核磁表征中4.41（d, 6H, CH_a）、3.41（d, 6H, CH_e）及36.78(C_a,e)的存在证明成功合成了Cryptophane A;而4.65（d, 6H, CH_a）、3.43（d, 6H, CH_e）及36.13(C_a,e)则证明成功合成了Cryptophane E。Cryptophane A和E最大荧光发射波长分别在440nm和435nm。在CH₂Cl₂溶剂中,Cryptophane A和E紫外吸收峰分别在λ₁=236nm,λ₂=284nm和λ₁=234nm,λ₂=286nm。（4）甲烷光纤传感器敏感实验结果表明,最佳入射角为15°,对Cryptophane A长度为3mm的传感器其响应灵敏度好,而对Cryptophane E,长度为8mm的效果好;敏感膜的吸附和解吸时间约80s。