電暈放電等離子體在離子遷移譜中的應(yīng)用

1、遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文目 錄摘 要 IAbstractII引言11.1離子遷移譜概述11.2離子遷移率系數(shù)113離子遷移譜分類31.3.1遷移時間離子遷移譜31.3.2微分離子遷移譜41.3.3呼吸式離子遷移譜41.3.4行波場離子遷移譜51.4離子遷移譜的結(jié)構(gòu)及性能61.4.1結(jié)構(gòu)功能介紹61.4.2性能參數(shù)71.421分辨率71.4.2.2靈敏度81.5離子遷移譜電離源91.5.1放射性電離源91.5.2光電離源 101.5.3電暈放電電離源111.5.4電噴霧電離源 131.6本論文的工作 132電暈放電離子遷移譜的設(shè)計(jì) 152.1引言 152.2試驗(yàn)儀器裝置152.2.1電暈放電離子

2、遷移譜 152.2.2 遷移管 162.2.3電暈放電電離源的設(shè)計(jì) 172.2.3電離區(qū)的運(yùn)動軌跡 17223.2針-環(huán)放電的設(shè)計(jì) 182.23.3電離源結(jié)構(gòu) 19223.4電皐放電電極環(huán)尺寸的選擇 202.2.4離子門212.2.5檢測裝置222.3氣流系統(tǒng)222.4進(jìn)樣系統(tǒng)222.5數(shù)字采集及連續(xù)監(jiān)測軟件232.6爆炸物的性質(zhì)及其制備252.7相關(guān)計(jì)算262.7.1遷移率和分辨率262.7.2檢測限272.8小結(jié)273電暈放電離子遷移譜對爆炸物的檢測283.1前言283.2 CD-IMS293.2.1伏安特性曲線293.2.2 CD-IMS的單/雙向氣流模式下的反應(yīng)試劑離子成分293.2.

3、3 CD-IMS的參數(shù)優(yōu)化313.2.3電暈放屯屯壓的優(yōu)化313.23.2針環(huán)距離的優(yōu)化32323.3遷移管溫度的優(yōu)化333.23.4漂氣流速的優(yōu)化353.2.4 CD-IMS的性能參數(shù)363.2.4.1 穩(wěn)定性363.2.4.2 靈敏度373.3 CDIMS的應(yīng)用3733.1 引言373.3.2分析過程383.3.3實(shí)驗(yàn)參數(shù)383.3.4爆炸物TNT的檢測393.3.5其他幾種常見曝炸物的檢測403.4小結(jié)42結(jié) 論43參考文獻(xiàn)44-IV -遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況52致 謝 53遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文引言1.1離子遷移譜概述離子遷移譜(Ion Mobili

4、ty Spectrometry, IMS)是20世紀(jì)70年代興起的一種大氣 壓條件下的氣相離子分離檢測技術(shù)山叭在大氣壓條件下，均勻電場中，氣相離子在外 加電場中加速運(yùn)動，氣相離子在運(yùn)動過程中會與周圍的中性氣相分子或離子發(fā)生碰 撞，通過能量傳遞、電荷轉(zhuǎn)移、鍵合及解離等過程將能量消耗，從而產(chǎn)生新的離子、 團(tuán)簇、反應(yīng)中間體等。這一圍觀過程在宏觀上表現(xiàn)為離子以勻速沿電場的方向運(yùn)動， 并且其運(yùn)動速率與離子自身的性質(zhì)和電場強(qiáng)度密切相關(guān)。離子的運(yùn)動速率與所處的電 場的比值稱為離子遷移率系S(Ion mobility coefficient, K),簡稱遷移率。離子遷移譜 就是基于不同氣相離子在一定電場下的遷

5、移率差異來實(shí)現(xiàn)離子的分離與分析的。根據(jù) 離子遷移譜的分離機(jī)理，早期也被稱為氣相電泳(Gaseous electrophoresis)等離子體色 譜(Plasma Chromatography)15,離子遷移譜由于具有靈敏度高，檢測速度快，儀器設(shè) 備簡單以及易于實(shí)現(xiàn)在線分析和檢測等優(yōu)點(diǎn)而受到人們廣泛的關(guān)注。離子遷移譜技術(shù)的發(fā)展早在1985-1960年間，主要涉及離子遷移譜的基礎(chǔ)理論和 儀器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及BardburyNieIsen(BN)【78】離子門技術(shù)的引入，這些奠定了 IMS發(fā)展的理論基礎(chǔ)。隨后便出現(xiàn)了第一臺商品化IMS儀器，由Cohen及其同事在 Franklin GNO公司生產(chǎn)

6、，并逐漸發(fā)展成一項(xiàng)成熟的現(xiàn)代分析技術(shù)，開始應(yīng)用于爆炸物 、違禁毒品【2舊、化學(xué)戰(zhàn)劑和大氣污染物卩56等預(yù)警檢測領(lǐng)域。隨著電子、軟 件、機(jī)械加工等技術(shù)的快速發(fā)展，目前離子遷移譜已實(shí)現(xiàn)商品化，臺式、便攜式和手 持式離子遷移譜儀器相繼出現(xiàn)，性能也得到了很大的提高，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò) 大，延伸至生物醫(yī)藥”同、空間探索31、過程控制以4等領(lǐng)域。未來離子遷移譜技術(shù) 將向著更高穩(wěn)定性、更小型化、更實(shí)用化的方向發(fā)展，以滿足更為廣泛的應(yīng)用需求。1.2離子遷移率系數(shù)離子遷移譜的分離原理基于氣相離子在電場作用下遷移率系數(shù)的差異，離子遷移 率系數(shù)描述了氣相離子在電場中的運(yùn)動。在外加電場的作用下，隨著離子通過中性氣體, 不同的力將會作用在離子上。一方面，可以從電場中獲得能塑，另一方面，又因與中性 氣體分子的碰撞而消耗能量14。當(dāng)施加的電場較低時，即電場強(qiáng)度(E, Vcm-1)與