挥发性有机物同分异构体光电离-离子迁移谱检测研究

自行研制的紫外光电离-离子迁移谱装置,对碳链异构、官能团异构和官能团位置异构的11种同分异构体挥发性有机物进行了实验研究,结果表明,这些有机同分异构体能够在离子迁移谱中实现分离。得到了11种挥发性有机物离子的约化迁移率,对实验所研究的同分异构体而言,迁移率大小符合以下规律:直链<分支<环状,一级<二级<三级,对位<间位<邻位,醇类<酮类<芳香类。实验中用指数稀释法对11种样品进行了定量分析,利用该方法得到装置检测限达到ppb～ppm量级。其中对丙醛、叔丁醇、乙苯、乙醚等同分异构体的光电离离子迁移谱研究均为首次报道。     

酮类有机物放电离子淌度谱研究

离子淌度谱是一种快速检测痕量挥发性有机物的高灵敏方法。在放电离子源离子淌度谱装置上,研究了八种酮类有机物的离子淌度谱。实验测量了各种离子的约化迁移率,其中丙酮、正丁酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、苯乙酮的实验结果与前人63Ni放射源离子淌度谱相一致,而甲基异丙基酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮单体和二聚体离子的约化迁移率则是首次报道。实验测量的约化迁移率与离子质量线性相关,获得的对酮类有机物检测灵敏度在ng·L-1量级。     

电动效应作用下微通道内粒子运动的数值模拟

本文采用有限体积法数值模拟了轴向方波电场和直流电场作用下,具有不同电泳淌度粒子的运动情况.结果表明,在半个方波电场周期内,具有不同电泳淌度的粒子在相同的时间内达到各自的稳定速度,周期变化的方波电场使微粒子在微通道内做往复的运动;在直流电场作用下,两个不同电泳淌度的粒子会在轴向方向上产生位移差.定义从溶液中分离粒子的最短距离与微通道高度的比值为分离效率,数值模拟结果表明,分离效率随横向电场强度和粒子电泳淌度的增加而减小.     

Corona Discharge Ion Mobility Spectrometry of Ten Alcohols

利用电晕放电离子源离子迁移谱装置对十种醇类有机物的迁移谱进行了研究. 在质子化的水合氢离子为反应离子和纯净空气为迁移气体的条件下,各种醇类有机物在其离子迁移谱中都获得了不同的产物离子峰. 利用指数稀释法得到各种样品的检测限在几个pmol/L量级. 利用所得到的离子迁移谱,以硬球碰撞为模型,得到了大气压下离子-分子相互作用的多个化学物理参数,包括离子分子碰撞、扩散系数、碰撞速率常数和离子半径.     

混合载气高场不对称波形离子迁移谱中He‐N2 比例对挥发性有机物混叠峰分离的影响研究

载气混合是提高高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）离子分离能力的一个重要方法,在生物大分子质谱研究领域已得到广泛应用,但缺乏在环境小分子领域的研究。选取挥发性有机物（VOCs）中芳香烃、醇、烷烃、酸、酮类中的五种物质（邻二甲苯、异丁醇、正己烷、乙酸、丙酮）为研究对象,研究了混合气体中He-N₂比例对VOCs中单体-二聚体离子混叠峰峰位置、分离度及总离子通过率的影响。实验结果表明,随着FAIMS载气中He比例的增加,5种VOCs中单体及二聚体离子峰峰位置发生偏移,且单体峰与二聚体峰偏移程度不同,单体峰偏移量先增加后减少,而二聚体峰峰位置偏移量逐渐增加;随着FAIMS载气中He比例的增加,五种VOCs离子混叠峰的分离度逐渐增加并趋于饱和,邻二甲苯、异丁醇、正己烷、乙酸、丙酮5种样品的混叠峰分离度达到饱和时对应He比例分别是：20%,30%,10%,40%和20%;随着FAIMS载气中He比例的增加,邻二甲苯、异丁醇、正己烷、丙酮的离子信号强度无明显变化,乙酸的离子信号强度下降明显。该研究为提高FAIMS对环境小分子的分离能力提供了一种可行的方法。同时,也验证了高电场下布朗定律在小分子离子应用上的有效性。     

基于UV-FAIMS的挥发性氯代苯检测方法

挥发性氯代苯是一类典型的环境有机污染物,离子迁移谱(IMS)是一种大气压下基于离子迁移率的快速现场检测技术。采用自制的真空紫外离子源-高场不对称波形离子迁移谱(UV-FAIMS),对空气中氯苯、对二氯苯、邻二氯苯、间二氯苯进行了检测。获取了不同分离电压条件下的CV-I谱图,并以此得到了四种物质的CV-DV指纹谱图。在指纹谱图支持下,设计了对二氯苯、邻二氯苯、间二氯苯三种同分异构体最优化分离检测参数,结果表明在800和1 000 V的分离电压下,通过特征峰的选取,在补偿电压(CV)为20.4 V(DV=800 V),3.2 V (DV=800 V)和11.9 V (DV=1 000 V)处三种物质的混合物可以得到有效的分离识别。研究了流速对谱图峰位置和峰形的影响,得到不同流速下灵敏度和识别精度关系,为优化流量的选取提供了依据。在特征识别前提下考察了DV=450 V条件下,CV=4.3 V的对二氯苯特征峰的UV-FAIMS检测限,结果高达0.05 mg·m-3。该研究为卤代苯等多同分异构体苯类环境污染物的快速高精度检测提供了一种方法参考。     

HT-7 装置回旋质谱探测器边界离子诊断

介绍了回旋质谱探测器的原理和设计及其在HT-7 装置欧姆放电下对边缘等离子体中离子的诊断实验。探测器安装在限制器附近, 通过一小孔引进等离子体; 设置的前置偏压使电子和离子分离, 并使离子减速; 进入腔体内部的离子在射频电场和平行磁场的作用下发生回旋共振; 通过考察收集的离子电流信号中的共振峰可得到离子的荷质比、回旋频率等参数。实验中观察到荷质比为1、0. 5、0. 3333、0 . 1819 的离子共振峰。     

冰晶石-氧化铝熔盐的分子动力学研究

采用分子动力学方法,对冰晶石-氧化铝熔盐的结构及其电学性质进行了研究.通过对不同氧化铝含量熔盐的计算,证明文章采用的势函数参数,可以获得与实验相近的平均键长以及相同变化规律的密度.证实了Al-F-Al和Al-O-Al桥接络合离子的存在,由于这些络合离子的存在,阻碍了铝离子的自由运动,使得在铝离子电场作用下被带到阳极,降低了电解效率.同时离子淌度的计算显示钠离子是电场作用下导电的主要载流子.     

微空心阴极维持辉光放电的时空特性

利用流体模型在氩气环境下模拟得到了微空心阴极维持辉光放电的电势、电子密度、离子密度和电场等放电参数的时空分布特性.模拟结果表明,微空心阴极维持辉光放电在不同的时刻表现出不同的放电模式.放电的初始阶段为汤生放电模式;第二阶段为汤生放电模式向空心阴极效应放电模式过渡阶段,微空心阴极维持辉光放电得到初步发展;第三阶段为空心阴极效应放电模式,微空心阴极维持辉光放电区逐渐形成;第四阶段为放电的稳态阶段.在稳态放电状态下,空心阴极腔内的电子和离子密度峰值达到10~(15)cm~(-3),位于空心阴极腔的中心位置,维持辉光放电区电子密度可以达到10~(13)cm~(-3).研究结果同时表明,微空心阴极放电促进了微空心阴极维持辉光放电的形成;同时微空心阴极维持辉光放电也促进了微空心阴极放电的发展.另外,实验研究表明,第二阳极对微空心阴极腔内外的电势、电场和带电粒子密度的分布均有重要影响,并且对维持辉光放电区域的影响更加明显.第二阳极是形成维持辉光放电的必要条件.     

高气压强电场电离过程中的离子浓度分布规律

研究了高气压强电场电离区域的离子浓度分布的连续性方程, 对电离区域的电离物的产生、消失和输运进行了研究。通过采用电离放电增加了输入能量密度、G 值、电离占空比等, 从而提高了离子产生率。通过外加电场和离子“雪崩”头部的本征电场的叠加作用, 离子被束缚在放电通道中。对离子施加垂直电场方向的作用力, 就能把电场中的等离子体成束输送出去。已经能够做到有效体积仅为1cm³的等离子体源, 输运等离子体率达到 10¹² cm^{- 3}•s^{- 1}。     

甲基异戊酮的离子迁移谱

在自行研制的离子迁移谱仪器上,制备了反应离子质子化水团蔟离子[H＋（H2O）n],并研究了甲基异戊酮的迁移谱。甲基异戊酮的产物离子峰的个数由浓度决定,当浓度在0.004μg/L时出现一个产物离子峰,当浓度达到0.1μg/L时出现两个产物离子峰,当浓度达到1μg/L时出现一个产物离子峰。甲基异戊酮与反应离子发生反应,生成单体团簇离子和二聚体团簇离子。实验测量了各种离子的约化迁移率。     

痕量挥发性有机物的高场不对称波形离子迁移谱研究

高场不对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)技术是一种快速、高灵敏的痕量物质检测技术.利用自制的高场不对称波形离子迁移谱仪分别对丙酮、苯和甲苯样品进行了检测,结果表明三种挥发性物质在谱图中的分离效果优于传统离子迁...     

非对称离子门控制方法和对离子迁移谱分辨率的改善

为了改进离子门的驱动方式,简化离子门驱动电源设计和提高离子迁移谱分辨率,通过增加一组电阻实现离子门两端的不对称供电,再对低电压端的电压进行控制实现离子门功能。分析了该方式下的两种情况对迁移管内的电场、离子迁移谱的分辨率和信噪比的影响。借助SIMION7.0对离子门两边的电场分布进行了模拟和比较,并应用数值化拉普拉斯方程的方法计算了迁移管轴线的电场数据。实验证明：相比常规迁移谱的离子门浮地驱动电源,这种驱动方法成本低,离子门电源的设计简单,能够明显提高离子迁移谱的分辨率。该方法能够应用于离子迁移谱的测量仪器或实验设备。     

离子迁移谱在生物医学中的应用介绍

概述了离子迁移谱的特点及其工作原理,给出了离子迁移谱技术应用领域,并对该技术在生物医学领域中的应用及其最新进展进行了阐述,最后通过对研究结果进行分析,得出结论:离子迁移谱在生物医学这一领域正逐步吸引越来越多的科学家的兴趣,具有重要的应用价值和发展前景。     

一种新颖的在线监测仪器--离子流动光谱仪

离子流动光谱仪（IMS）体积小，重量轻，耗能少，价格便宜，灵敏度高，适用范围广，能用于在线分析，是一种前景广阔的监测仪器。但有关的报道在国内却很少，本文介绍了它的基本原理、仪器构造、特点，局限性以及与色谱和质谱的连用，向小型化发展的方向。从德国光谱化学与应用光谱学研究所在此方面所作的工作讨论了离子流动光谱仪在爆炸物监控、化学武器鉴定、毒品稽查以及在线工业分析和环境监测中的应用。     

离子迁移谱检测技术及其应用

离子迁移谱技术是最近几十年发展起来的对微量化学物质进行检测的一种方法．目前它在探测各种化学物质，尤其是毒品和爆炸物方面获得了广泛的应用．文章主要对离子迁移谱仪的原理和检测方法、核心部件——迁移管的构造、其中的化学反应过程以及仪器的应用等几个方面作了介绍．     

离子淌度谱和SIMPLISMA用于痕量有机化合物的检测

离子淌度谱(IMS)是检测痕量挥发性有机化合物的灵敏方法。SIMPLISMA(simpletouseinteractiveselfmodelingmixtureanalysis)是一种自模型曲线分辨方法。文章将SIMPLISMA用于DMMP,DIMP和DEMP的IMS检测和数据的处理。这些化合物的IMS谱数据经SIMPLISMA处理后,可以提取出IMS的谱特征,并去除大部分噪声的影响。经SIMPLISMA提取的IMS谱可被用于其他计算,如曲线分辨和模式识别等。