石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积而形成的二维零带隙晶体,近年来由于其优异的物理、化学性能而广受人们的关注。极高的电导率和大的比表面积,使其可被很好的应用于气体传感器方面。研究表明石墨烯材料对目标气体的检测限可达ppb级,甚至是单个气体分子。但未进行修饰的石墨烯存在对气体分子的检测能力有限、气敏选择性较差的不足。氧化石墨烯（GOs）产生于氧化还原法制备石墨烯的过程中,是一种类似于石墨烯结构的二维材料,因其具有大量的含氧官能团而产生了优于石墨烯的气敏性能。但改进Hummers法制备GOs工艺中采用大量的氧化剂、高的反应热而使其结构中氧官能团种类不可控,致使气敏材料产生选择性差、气敏机理不详等缺陷。为进一步解决石墨烯材料气敏研究中的问题,本论文在前人研究基础上改善GOs的制备工艺,合成出对单一气敏响应的羟基型氧化石墨烯（hGOs）和稳定性更好的大片径氧化石墨烯（BGOs）;采用石墨烯气敏材料联用解决GOs材料选择性问题;将石墨烯材料气敏传感元件载装于开发板,并设计编写程序得到石墨烯材料气体传感装置。对于石墨烯材料在气敏材料应用开发具有一定意义。实验中发现,石墨在氧化时存在官能团演化过程,降低整个反应体系的活化能可以有效控制石墨的氧化过程。因此,在全程冰水浴、不改变原有材料配比和流程的条件下制备出碳氧比为70.04且羟基（C-OH）占80.60%的hGOs,通过XRD、FT-IR、Raman等表征手段表明石墨在低温氧化过程中结构、官能团种类、缺陷随着时间的推移逐渐转变。气敏测试表明冰水浴下氧化12h之前的hGOs对NH₃表现为单一气敏（选择）性,在吸收NH₃后表现出p型半导体的性质。在室温、大气背景下的NH₃的检测限约20ppm。通过将石墨先进行插层膨胀再进行插层、氧化、剥离,得到片径约200-350μm、且结构完整度高的BGOs。XRD测试表明BGOs面间距比GOs高出0.04,FT-IR测试表明BGOs与GOs中官能团基本一致。经气敏测试表明,这种大片径的GOs具有湿敏性能更好、稳定性高的优势。将其配制成不同固含量的溶液在叉指电极上进行着膜、测试气敏性能表明,随着涂膜厚度增加,湿敏性能呈现先急剧增加后趋于稳定的趋势。为解决石墨烯材料气体传感器阵列化,采用hGOs和GOs制成的气敏元件进行NH₃、湿度综合测试,得到大气环境下传感器阵列对两种主气氛的解析曲线。经过单一敏感性和两种气体测试得知,复杂环境下石墨烯材料存在选择性差的缺陷,这种缺陷导致材料在与气体分子接触时容易导致气敏材料中发生活性位点抢占的问题。采用单一敏感性气敏元件与选择性较差的石墨烯材料气体传感器阵列化设计思想,可有效提升传感器识别、检测能力。根据单一敏感曲线,结合当下单片机技术、开发板技术,在arduino开发板上集成显示、报警功能,制作简易单信号石墨烯材料气体传感装置,实现大气环境下对空气中的NH₃气体的检测;将两种气体环境下浓度响应解析曲线写入开发板,集成单一NH₃信号识别元件和GOs气敏原件,制作大气环境下NH₃和湿度同时检测的石墨烯材料简易气体传感装置。