Cỏc vật liệu NCPs cú tớnh chất nhạy khớ vỡ trong cỏc CPs cú cấu trỳc nối đụi liờn hợp (do sự dịch chuyển của liờn kết trong cấu trỳc mạch của polyme) [61], [114]. Khi cỏc khớ thử (nhƣ NH3, CO2, CO,…) tiếp xỳc với vật liệu NCPs chỳng bị hấp phụ lờn màng,
72
sau đú khuếch tỏn vào từng vị trớ hoạt động của chuỗi CPs. Khi giảm sự tiếp xỳc của khớ thử với NCPs (bằng bơm hỳt hoặc mở buồng chứa khớ) thỡ cú quỏ trỡnh nhả khớ xảy ra, cỏc CPs trở về trạng thỏi ban đầu [181], [180]. Để quỏ trỡnh hấp phụ và nhả khớ, PANi phải tồn tại ở trạng muối emeraldine, bằng quỏ trỡnh proton húa nhƣ sau:
N N N H H H N H B a se N N N H H H N H A c id
Hỡnh 3.2.Quỏ trỡnh proton húa của muối PANi với HCl
Mặc dự đƣợc thực nghiệm phỏt hiện ra khả năng cảm ứng và tớnh chọn lọc của PANi đối với NH3, nhƣng khụng cú những nghiờn cứu lý thuyết rừ ràng về đặc tớnh đú của PANi đối với cỏc khớ NH3, cũng nhƣ cỏc khớ phõn tớch khỏc nhƣ CO2, CO.
Cơ chế chung của phản ứng giữa PANi với cỏc khớ vụ cơ đƣợc chỉ ra nhƣ sau: PANi (ES) + X0 PANi (EB)+ X+ (3.1) PANi (EB) + X+ PANi (ES)+ X0 (3.2) trong đú X là khớ NH3, CO2 hoặc CO,…[180].
Cơ chế nhạy và hồi phục của PANi với khớ NH3 dựa trờn sự hấp thụ và nhả proton. Nitơ trong phõn tử NH3 cú cặp điện tử tự do sẽ tấn cụng vào nguyờn tử N mang điện tớch dƣơng của PANi và nhận proton H+
của nhúm NH trong PANi tạo thành NH4+. Việc mất H+ của nhúm –NH trong chuỗi PANi làm giảm hạt dẫn loại p tức là làm tăng điện trở của màng. Theo Kukla sự thay đổi điện trở của màng theo nồng độ khớ NH3 tuõn theo phƣơng trỡnh: