食品安全是人类健康生活的基础,及时发现和防控食品安全危害因子是确保食品安全的重中之重。近年来,由农兽药残留、重金属污染以及非法添加物等化学性食品安全危害因子以及食源性致病菌、病毒、寄生虫等生物性食品安全危害因子引起的食品安全事件恶劣影响、后果严重。大多数农药具有生物累积性,由于其滥用或不合理使用,农药残留超标事件频频发生。食品中的农药残留进入人体,会严重损伤人体消化系统、循环系统及神经系统。因此,食品农药残留问题是目前化学性食品安全危害检测的重中之重。食源致病菌分布广致病性强,是极具危险性的食品危害因子之一,每年世界各地有数百万人因误食受食源性致病菌污染的食物而患病。因此,食源致病菌的实时监测对确保食品安全具有重要意义。建立快速、灵敏、可靠的食品安全快速检测技术以及时发现并防控这些食品安全危害因子,是确保食品行业稳固发展的关键所在。基于金属氧化物半导体的气体传感器作为传感器的重要分支,因其制备简单、设备便携、成本低廉、操作简便以及可重复使用等优点,在高效灵敏地检测工业生产、环境以及人类生活中所产生或存在的易燃、易爆、有毒、有害气体等方面表现出巨大优势。本论文以气体传感器为基础,从形貌控制和掺杂增敏两方面控制合成具有不同形貌结构和增敏剂的二氧化锡（Sn O₂）纳米材料,重点研究了形貌和增敏剂对纳米材料传感性能的影响以及气体传感器在食品农药残留及食源性致病菌检测中的应用,并对气敏机理进行了探讨,以期为半导体气体传感器在食品危害因子快速、灵敏检测方面的应用提供实验基础和科学依据。论文主要研究内容包括以下两个方面:1.基于不同形貌Sn O₂纳米材料的气体传感器快速检测乙酰甲胺磷农药残留本章利用简单水热法,通过控制体系p H、反应温度以及反应时间,制备出具有不同形貌的Sn O₂纳米材料（纳米空心球、纳米球、纳米花）;通过共沉淀法,利用盐酸选择性刻蚀,制备出Sn O₂纳米方盒。运用X射线粉末衍射（XRD）和扫描电子显微镜分析（SEM）对所合成材料的结构和形貌进行表征。表征结果显示:所制备出的不同形貌的Sn O₂纳米材料形貌规则、粒径均匀且具有较好单分散性。选择乙酰甲胺磷为检测对象,研究了材料形貌对气体传感器气敏性能的影响。实验结果表明:基于Sn O₂纳米方盒的半导体气体传感器在300℃下,对乙酰甲胺磷表现出最高的灵敏度及最短的响应恢复时间。比较不同形貌Sn O₂纳米材料的气敏性能测试结果可知,具有空心结构的Sn O₂纳米方盒以及Sn O₂纳米空心球基气体传感器具有较好的灵敏度,这主要是因为空心结构比表面积大,可以为待测气体分子提供更多反应位点,从而提高检测灵敏度。此外,Sn O₂纳米方盒还具有良好的稳定性和较高的选择性,在快速准确检测食品乙酰甲胺磷农药残留方面具有广阔地应用前景。2.基于Pt掺杂Sn O₂纳米空心球的气体传感器快速检测食品中的单增李斯特菌单增李斯特菌分布广、适应性强,且具有较强致病性。因此,食品中单增李斯特菌的实时监测对人类健康至关重要。本章提出了一种基于Pt掺杂的Sn O₂半导体气体传感器快速和选择性检测单增李斯特菌的方法。基于所合成的Sn O₂纳米空心球材料,利用多巴胺的吸附性和还原性制备了Pt掺杂浓度分别为0.08 wt%、0.12wt%、0.16 wt%、0.24 wt%以及0.48 wt%的Sn O₂纳米空心球材料。形貌表征显示Pt成功掺杂入直径约450 nm的Sn O₂纳米空心球中,且分散均匀。将所制得的纳米材料制备成气敏元件并测试其对单增李斯特菌生物标志物3-羟基-2-丁酮的气敏性能,气敏测试结果显示:Pt掺杂可显著提高Sn O₂纳米空心球对3-羟基-2-丁酮的灵敏度和选择性。气敏性能的增强可归因于Pt纳米颗粒驱动的“敏化效应”以及Pt与Sn O₂的协同作用。此外,当Pt掺杂量为0.16 wt%时,Sn O₂纳米空心球在最佳工作温度（250℃）下,对10 ppm的3-羟基-2-丁酮表现出最好的灵敏度(R_air/R_gas=48.69)、最快的响应/恢复时间（11/20 s）、较低的检测限（LOD=0.5 ppm）以及良好的稳定性和优异的选择性,在利用特征呼出气体间接检测食源性致病菌方面具有很大的应用潜力。