声表面波(SAW)传感器利用声表面波技术,将所测量的物理量转换成我们需要的电信号。由于SAW的绝大部分能量集中在基底表面,故该传感器对外界环境极其敏感,具有非常好的灵敏度。细菌纤维素(BC)由超细的丝状纤维相互交织形成发达的超精细网状结构,且表面含有大量的孔隙及羟基基团,非常适用于作为传感器的敏感膜材料。本文研究了基于BC敏感膜的湿敏性能及其特定结构用以改善聚乙烯亚胺(PEI)对甲醛气体的气敏性能。BC薄膜的超精细网状结构,大量的孔隙,及其表面含有的大量羟基基团,使其具有超强透水持水能力。因此,我们研究了基于BC敏感膜SAW传感器的湿敏性能及其传感机理。研制的湿度传感器环保,低成本,且具有优越的灵敏度、快速响应和快速恢复性能。当相对湿度从30%增加到93%再恢复到30%时,厚度最大的BC膜(148 nm)的湿度传感器具有89.8 kHz的频移,最长响应时间为12 s,恢复时间为5 s。同时,它还具有优异的交叉选择性、良好的短期重复性和长期稳定性。PEI常温下可通过可逆的亲核加成反应选择性吸附甲醛分子。但PEI纳米膜表面平滑、比表面积低、PEI颗粒团聚,对甲醛气体的检测性能不高。BC纳米膜由超细的丝状纤维相互交织形成发达的超精细网状结构,可为PEI颗粒提供大量的附着位点,且BC的羟基与PEI的胺基可形成氢键,使PEI颗粒在BC膜表面均匀分布。因此,我们研究了BC纳米膜用以改善PEI纳米膜对甲醛气体的灵敏度。实验结果表明,PEI/BC双层膜对甲醛气体的灵敏度远高于纯PEI膜,特别是在低浓度时。并且其响应频移与PEI膜层数、甲醛浓度、相对湿度有关。该传感器以涂覆3层PEI的PEI/BC双层纳米膜为敏感层,具有最佳传感性能。室温(25~oC)和30%RH湿度下,该传感器对10 ppm的甲醛气体有35.6 kHz的频率偏移,且具有良好的选择性和稳定性。