二氧化硫是一种有强烈刺激性气味的酸性气体,其含量超标会对环境造成严重破坏。研究能够进行现场实时监测且操作简便、响应迅速的二氧化硫气体检测方法有着重要的意义。因此,本文提出了光子晶体气体传感器和化学显色两种快速检测方法。本文主要研究了三维蛋白石型和反蛋白石型羧甲基纤维素光子晶体传感器的制备及对二氧化硫气体的检测。随着二氧化硫气体浓度的增加,羧甲基纤维素蛋白石型光子晶体膜反射峰红移,最大红移量是7 nm,最低检出浓度为1×10~5 ppm;羧甲基纤维素反蛋白石型光子晶体膜反射峰蓝移,最大蓝移量是33 nm,最低检出浓度为5×10~3ppm。为了引入对二氧化硫气体有特异性响应的亚砜基,还制备了二甲基亚砜(DMSO)物理改性的三维反蛋白石型光子晶体膜,其吸附二氧化硫气体后反射峰消失,膜褪色,最低检出浓度进一步降低至1000 ppm,响应时间为30 min,最低检出浓度已经低于国家呼吸防护二级标准(2800ppm)。另外,还探索了α-纤维素光子晶体膜的制备配方,制得的膜结构色明亮,光谱峰峰型对称。虽然利用苯基乙烯基亚砜改性后未成功,但为后续化学改性奠定了基础。本文利用介孔材料代替传统的硅胶指示粉,并用着色剂处理后检测不同浓度的二氧化硫气体。在这些介孔材料中MCM-41颜色变化最为明显,二氧化硫浓度为8000ppm时,MCM-41由白色变为深红色响应时间为1s,而传统的硅胶指示粉仅由白色变为淡粉色响应时间为1 min;二氧化硫浓度为250 ppm时,MCM-41指示粉由白色变为粉色而传统的硅胶指示粉无明显响应。