近年来,随着社会经济水平的飞速提升和工业信息化进程的加快,人们生产生活用电量大幅增加。我国的主要发电方式是煤炭发电,发电量需求的增加,导致煤炭消费数量提高,从而使得火电厂烟气排放大幅增加,环境污染问题日益严峻。随着国家对火电厂烟气排放的标准不断提高,因此急需研制多种高性能气敏传感器来实现对火电厂排放烟气的高精度检测。还原氧化石墨烯（r GO）、金属有机框架（MOFs）衍生金属氧化物及异质结型金属氧化物具备优异的气敏特性,在火电厂烟气检测领域具有巨大的发展空间。本文采用还原氧化石墨烯,MOFs衍生金属氧化物及异质结型金属氧化物研制高性能气敏传感器,并基于STM32微处理器构建烟气组分监测系统。使用水热法、溶剂热法及层层自组装法合成异质结型金属氧化物Co3O4/In2O3、MIL-125衍生Ti O2/r GO纳米复合材料及ZIF-8衍生Zn O/r GO纳米复合材料,并采用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等表征技术观察材料的微观结构及形貌。使用涂覆法及层层自组装法结合陶瓷管加热基底或叉指回形电极衬底制备气敏传感器,研究了三种纳米复合薄膜（Co3O4/In2O3、MIL-125衍生Ti O2/r GO、ZIF-8衍生Zn O/r GO）气敏传感器对火电厂主要烟气组分NO2、SO2、NH3的气体检测性能,包括温度特性、灵敏度、响应/恢复时间特性、长期稳定性、选择性等。基于异质结、吸附氧等理论及材料物理化学性质揭示各个传感器对特定气体的气敏响应机理。基于STM32及研制的传感器,合理设计了传感器信号处理、传感器加热、信号通讯等烟气排放监测系统硬件电路。同时,使用Lab VIEW设计系统上位机实现了火电厂烟气排放的在线可视化监测。本课题研究了对火电厂排放烟气敏感性能优异的高增敏微纳传感薄膜,在此基础上分别制备出NO2、SO2、NH3传感器并研究其对火电厂排放烟气的敏感特性。基于高性能气敏传感器及STM32构建了火电厂烟气排放组分监测系统,实现了对排放烟气的有效监测,同时为研制新型火电厂烟气排放监测系统提供了工程参考。