在当今社会，恐怖主义、政治腐败、环境污染被称为21世纪人类面临的三大威胁，其中不断加剧的国际恐怖主义，已成为国际和平与发展的一大公害。近年来，恐怖事件接连发生，如美国2001年发生的9．11恐怖事件，以及此次事件发生后美国的炭疽热事件，还有美国俄克拉荷马市中心的联邦大楼爆炸案和同年日本东京地铁的沙林毒气案等惨无人道的恐怖袭击事件。预防和打击恐怖犯罪得到了世界各国政府的高度重视，将爆炸物和毒物的探测与排除视为反恐的重要内容。把对爆炸物和毒物的识别和检查，在恐怖分子造成严重危害之前采取积极的检查预防措施，采取积极有效的排除、处置措施，减少或消除危害，列为反恐的主要任务。传统的检测毒物和爆炸物的技术设备存在价格昂贵、灵敏度低、设备体积大等缺点，因而在应用方面存在局限性，因此发展灵敏度高、体积小、低成本、使用范围广、现场检测的方法原理和设备已成为趋势。本论文利用发光细菌和纳米氧化物自组装膜作为敏感元件，对毒物和爆炸物的识别和检测做了初步的研究。本论文开展了以下几个方面的工作。第一章绪论本章将对微生物传感器的发展概况、发光细菌在毒性检测方面的应用，应对化学生物袭击的传感器的研究进展等方面做较为全面的概述。第二章应对化学生物袭击的微生物传感器（发光细菌）的研究本章利用一种发光细菌-青海弧菌，利用其自身发光的特性，当在细菌中加入有毒物质后其产生的发光强度会相应降低，将其作为微生物传感器的敏感元件，用于对氰化物和毒鼠强的毒性测定，同时结合GC-MS以及离子色谱对氰化物和毒鼠强进行化学表征，结果表明该测定方法相对于传统的毒性测试方法反应迅速，灵敏，所需试样量少，耗时短，具有实际应用性，并且可以推广应用到对其他有毒化学物质的毒性分析。第三章MAA-CdS-TiO₂自组装膜的制备及其对硝基化合物测定中的应用研究本章通过量子点／纳米氧化物杂化材料的合成及其在电极表面的构建，将纳米材料如TiO₂等吸附在电极上，形成一个均匀的单分子层反应平台，然后将CdS量子点自组装在TiO₂修饰层表面，形成了膜电阻气体传感器。巯基和纳米CdS对气体的吸附，改变了其膜的电阻，通过电阻的变化和浓度的关系，检测硝基化合物，从而研制和开发用于TNT蒸气现场快速检测的新型传感器，同时，通过研究爆炸物气体分子与TiO₂分子以及量子点纳米材料的结合形式，探讨爆炸物TNT气体分子在CdS和TiO₂表面所发生的电化学反应过程和传感机理，为从理论上构筑爆炸物传感器提供正确的依据。第四章CdS／TiO₂／ITO复合膜光催化传感器的研究及其在TNT爆炸物气体现场快速检测中的应用本章分别以溶胶—凝胶法和单分子层自组装法在ITO电极表面修饰TiO₂纳米颗粒和CdS量子点，构筑CdS／TiO₂／ITO复合薄膜型TNT传感器，通过紫外光的照射，纳米TiO₂产生大量具有强氧化性的空穴和羟基自由基，同时在恒电位+50mV电位下，CdS／TiO₂／ITO传感器对TNT具有很好的光催化氧化作用，TNT气体在1.8μg／L—140μg／L的浓度范围内与光催化氧化电流呈现良好的线性关系，最低检测限为0.9μg／L（S／N=3）。同时，探讨了CdS／TiO₂／ITO修饰电极对TNT的光催化氧化机理及其电化学性质。实验结果表明，该气体传感器具有灵敏度高、制备简单、操作方便、体积小等优点，为TNT炸药的现场快速检测提供了一种新的方法。