改革开放四十年来,我国工业和社会发展迅速,对能源需求越来越大。石化能源长期以来在我国能源结构中占比巨大,随之带来的大气污染也日趋严重。二氧化氮是一种常见的室外大气污染气体,能刺激呼吸器官,引起急性和慢性中毒,严重危害人体健康。因此,实现对大气中二氧化氮气体大范围、实时在线监测及其变化趋势的智能分析显得尤为重要。为了满足构建气体检测环境物联网的需求,迫切需要发展高灵敏、低功耗二氧化氮气体传感器。声表面波（SAW）传感器具有检测精度高、抗外界干扰能力强和稳定性好的特点,且与MEMS和COMS工艺相兼容,在发展高灵敏、低功耗气体传感器方面优势明显。然而,当前SAW气体传感器的发展大多受限于沉积在传感器敏感区的敏感材料,因为这些薄膜材料的制备温度和工作温度普遍较高,阻碍了传感器集成、规模化组网和移动智能终端应用。胶体量子点尺寸小,气体吸附活性高,其良好的室温成膜性与SAW器件良好兼容。本文利用胶体量子点独特的表面效应、尺寸效应及可溶液加工特性,构建出基于胶体量子点薄膜的新型SAW气体传感器,实现对NO2气体的高效室温探测,通过系统的实验研究和机理分析,为发展新一代面向互联网的SAW气体传感技术提供实验和理论参考。具体研究工作如下:1、采用阳离子交换法成功合成了硫化铅（PbS）胶体量子点（CQDs）,采用旋涂法并结合无机配体置换手段成功地将液相的PbS胶体量子点集成到SAW器件的敏感区,在室温下实现了胶体量子点与SAW传感器的有效融合,首次制备出了基于PbS胶体量子点的SAW气体传感器。气敏测试结果显示在PbS胶体量子点薄膜制备过程中,采用Pb（NO3）2的甲醇溶液进行配体置换处理不仅改变了器件对NO2气体的频率响应方向,还大大提高了器件的灵敏度（频率漂移）。未经处理的PbS量子点基SAW气体传感器在室温下暴露于10 ppm的NO2气体中时,表现出2.2 k Hz的负频率漂移,且响应恢复时间分别为487 s和302 s;而经过Pb（NO3）2处理的器件在同样NO2浓度下,表现出高达9.8 k Hz的正频率漂移,响应恢复时间分别低至45 s和58 s且表现出良好的稳定性和选择性。最后基于引起SAW传感器频率漂移的经典理论并通过设计对照实验,对两种器件的气敏响应机理进行了分析和探讨,发现未经Pb（NO3）2处理的器件的频率负漂移主要来自于质量负载效应,而经Pb（NO3）2处理的器件的频率正漂移主要是因为量子点薄膜的弹性效应。2、鉴于PbS量子点的毒性,以环境友好的SnS量子点为研究对象,采用热注入方法合成SnS胶体量子点,制备出可室温探测NO2气体的SnS量子点基SAW气体传感器。为深入探讨量子点尺寸对传感器气敏性能的影响,实验通过控制反应时间成功制备出尺寸范围在5～11 nm的SnS量子点,研究了不同尺寸的SnS量子点气敏性能。结果表明,当SnS量子点的尺寸范围在6～11 nm之间时,量子点薄膜的气敏响应值随着尺寸的减小而增大,当量子点尺寸约为6±0.43nm时,对10 ppm NO2的响应达到6.6 k Hz的频率漂移。进一步分析了SnS量子点气体传感器的理论检测极限可达52 ppb,并讨论相应的气敏机理。实验发现制备的SnS量子点SAW气体传感器具有良好的选择性和可重复性。