在敏感特性的測試過(guò)程中，我們發(fā)現純聚苯胺LB膜對NO?具有較好的敏感性。聚苯胺LB膜的敏感性及響應時(shí)間與LB膜的層數有密切關(guān)系。隨層數的增加，對NO?的響應時(shí)間逐漸增長(cháng)，這可以從圖4中看出。

LB膜越薄，與氣體的接觸越充分，被氧化的程度也越高，因而對氣體的響應也就越快。同層的PAN/NMP LB膜較PAN-AA/NMP LB膜具有更快的響應。3層聚苯胺LB膜對相對百分比為20×10??NO?的響應時(shí)間為10 s，但是當層數增加到27層時(shí)，響應時(shí)間就上升到90 s。而對于27層的聚苯胺與乙酸的混合LB膜，響應時(shí)間就更長(cháng)，接近3 min。另一方面，響應時(shí)間還隨NO?氣體濃度的增加而增長(cháng)。圖5反映了15層聚苯胺LB膜的響應時(shí)間與氣體濃度變化之間的關(guān)系。在相同氣體濃度下，PAN/NMP LB膜較PAN-AA/NMP LB膜具有更快的響應和更好的靈敏度。PAN/NMP LB膜對相對百分比為20×10??NO?的響應時(shí)間為30 s，而PAN-AA/NMP LB膜則為50 s。當氣體濃度增大到相對百分比為100×10??時(shí)，響應時(shí)間分別變化到150 s和180 s。

將15層聚苯胺LB膜放在相對百分比為20×10??NO?氣體中，連續測量其響應與恢復特性，發(fā)現PAN-AA/NMP LB膜的恢復特性不可逆；而PAN/NMP LB膜在低濃度下具有一定的可逆性。從圖6中可以看出第一次排氣后的恢復時(shí)間約為4 min，隨著(zhù)通入氣體和排出氣體的次數增加，響應及恢復時(shí)間都相應增長(cháng)。而每次排氣后的初始恢復時(shí)間（恢復到穩定值的90%所需的時(shí)間）都較快，但是完全恢復需要較長(cháng)的時(shí)間（見(jiàn)表1）。

在恢復的初期，吸附在敏感膜表面上的NO?氣體分子將發(fā)生較快的脫附；而在隨后直至完全恢復的這段較長(cháng)的時(shí)間里，擴散進(jìn)敏感膜體內的NO?分子將發(fā)生非常復雜的脫附過(guò)程：在LB膜和NO?氣體之間的吸附與脫附作用是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，脫附的NO?分子又有可能吸附于LB膜表面或擴散進(jìn)膜內部，尤其隨著(zhù)通氣與排氣的次數增加，這種情況就更加復雜。

聚苯胺不同于一般的導電聚合物，它的電導主要決定于兩個(gè)因素：質(zhì)子化程度和氧化程度。為了提高聚苯胺的導電性，不僅可以采取質(zhì)子化摻雜而且還可采取氧化摻雜。由于NO?是一種氧化性氣體，當聚苯胺LB膜置于其中時(shí)，這種氧化性氣體與聚苯胺中的π-電子體系接觸，電子可能發(fā)生從聚苯胺向NO?氣體中的轉移。聚苯胺將帶正電荷，增加了作為P-型半導體的聚苯胺中的空穴濃度，導電性提高，因而在剛接觸NO?時(shí)，電阻很快減小。但是隨著(zhù)NO?氣體濃度的增加和氧化時(shí)間的增長(cháng)，氧化程度也將極大地增加，這便會(huì )改變聚苯胺原先半氧化半還原的狀態(tài)，使之成為更高的氧化態(tài)，此時(shí)的導電性反而會(huì )降低（這是因為當聚苯胺處于半氧化半還原的摻雜狀態(tài)時(shí)電導率最高，氧化和還原程度的過(guò)度提高都將使電導率下降），因此PAN/NMP LB膜在與氣體接觸一段時(shí)間后電阻反而升高，但其并不超過(guò)在空氣中的電阻，參見(jiàn)圖7。因而可通過(guò)測定聚苯胺LB膜在NO?氣體中電阻的變化來(lái)檢測聚苯胺LB膜的氣敏特性。

而對于聚苯胺與乙酸的混合LB膜，隨著(zhù)氣體濃度的增加，電阻升高的原因可認為是在高濃度NO?的氧化作用下，發(fā)生了類(lèi)似于脫摻雜行為而導致的結果。同時(shí)在圖7(b)中還發(fā)現聚苯胺與乙酸的混合LB膜的NO?氣敏性減小，這可能是由于聚苯胺被乙酸摻雜后，乙酸分子占據了聚苯胺中對NO?分子敏感的部位（如亞胺上的N原子），使得NO?氧化摻雜的可能性減小，從而導致敏感程度的降低以及響應-恢復可逆性的喪失。

綜上所述，我們利用LB技術(shù)制備了不同層數的聚苯胺基超薄膜（PAN/NMP LB膜和PAN-AA/NMP LB膜）。聚苯胺基LB膜的厚度可以通過(guò)沉積次數、沉積速度和鋪膜液的均勻性控制在納米數量級，并且在每一次沉積過(guò)程中，亞相上的鋪膜液被轉移的量基本相等。

純聚苯胺LB膜對NO?具有較好的敏感性、響應性及可逆性。這些特性都要受到LB膜層數的影響。隨著(zhù)層數的增加，響應時(shí)間逐漸增長(cháng)。3層PAN/NMP LB膜對相對百分比為20×10??NO?的響應時(shí)間為10 s，15層PAN/NMP LB膜對20×10??相對百分比為NO?的響應時(shí)間為30 s，恢復時(shí)間約為4 min。聚苯胺LB膜對NO?的敏感機理可解釋為NO?氣體的氧化摻雜作用的結果，它將導致聚苯胺LB膜導電性的改變。對聚苯胺基LB膜氣敏特性的研究將有利于價(jià)格低廉、可在室溫下工作的化學(xué)傳感器，尤其是微結構化學(xué)傳感器的開(kāi)發(fā)和應用。