低能量电子轰击电离源质谱技术的研究及应用测试

发酵工业中尾气O_2与尾气CO_2的浓度变化反映了发酵过程中一些重要的生理代谢特征参数,发酵尾气的监测对发酵过程具有重要的指导意义。然而,传统监测手段速度慢、精度低、通用性差,无法对发酵尾气进行实时准确监测。在过程质谱方面,传统70 eV的电子轰击电离源会产生大量碎片离子,不同物质的碎片离子有可能存在重叠,增加了定性分析的难度,并造成监测结果不准确。为实现发酵尾气的实时在线准确监测,研制了一台用于在线分析的基于电子轰击电离的四极杆过程质谱仪,通过研究低电离能量下灯丝发射电流与电子接收极之间的相互关系,提高了电子轰击电离源在低电离能模式下的电离效率,并对CO_2、O_2和N_2进行了测试。结果表明,在电子能量22 eV、电子接收极电压-22 V、灯丝发射电流为20～25 mA的条件下,对体积分数高于0.023%的CO_2与体积分数高于0.021%的O_2定量检测相对误差均小于1%。本仪器与方法在工业过程快速实时在线监测领域具有较好的应用前景。

Research and Application of Mass Spectrometry with Low Energy Electron Impact Ionization Source

LIU Guang-Cai;GONG Xiao-Yun;JIANG You;PIAO Yi-Qing;FANG Xiang;HUANG Ze-Jian;TIAN Di(College of Instrumentation & Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130061, China;Mass Spectrometry Engineering Technology Research Center, Center for Advanced Measurement Science,National Institute of Metrology, Beijing 100029, China;College of Life Sciences, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)