硫化氢是一种酸性剧毒气体,能够在环境中及时有效地对低浓度该气体进行检测具有重要意义。金属氧化物作为一种性能优异的气敏材料已被广泛应用于有毒有害气体的检测。然而,金属氧化物在对硫化氢气体的检测过程中易于与硫化氢气体发生反应,使得该类气敏材料对硫化氢气体的检测时会发生气敏中毒,导致响应曲线不能够恢复到初始基线,给气敏器件的稳定性造成重要影响。本文以氧化锌纳米材料为研究对象,设计了用碳氮化合物薄层来修饰氧化锌纳米材料实现其对H₂S稳定检测的思路。碳氮化合物薄层一方面能够有效阻止氧化锌与硫化氢的不可逆化学反应,另一方面,该薄层在不影响材料的气敏性能的情况下具有耐酸碱的优异性能。以棒状氧化锌纳米阵列材料为研究基体,通过液相浸渍和高温热缩聚法在氧化锌纳米棒的表面包覆碳氮化合物薄层。探究了不同的煅烧温度、不同的浸泡时间条件下制备的样品对硫化氢气敏性能的影响。通过XRD、SEM、EDS、XPS等表征手段对样品进行了深入的表征分析。探究了ZnO@C-N材料对硫化氢气体的气敏响应机理。结果表明,薄层以蜜勒胺形式包覆在氧化锌的表面时,对硫化氢的气敏性能最佳。最佳制备条件下的样品在常温下对1 ppm的硫化氢气体的灵敏度可达到约36,并且可以实现重复性检测。对100 ppb、500 ppb、1 ppm、5 ppm和10 ppm的硫化氢气体均可以实现重复性检测;对50 ppb的硫化氢气体重复性检测的灵敏度也可达2.2。对ZnO@Melem气敏材料进行了环境稳定性研究。探究了核壳结构气敏材料对10 ppm的HCl、SO₂和NH₃气体的耐腐蚀能力,结果表明,经气体腐蚀后的样品仍然能够对硫化氢气体产生稳定的可重复性响应。该复合气敏材料能够在还原性混合气氛中对硫化氢产生特异性响应。该复合气敏材料经酸/碱溶液浸泡后仍然能维持其较为稳定的硫化氢气敏性能。且该气敏材料表面能够对滴落其表面的腐蚀性液滴产生弹落行为。温度耐受性表明,该气敏元件经100℃、200℃及300℃热处理后,其室温检测硫化氢的气敏性能仍然能够保持稳定。