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1、大气与环境光学学报飞‘第卷第期,奋川川年月光电离离子迁移谱技术研究,,邵士勇‘李芳,李海洋中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心,安徽合肥中国科学院研究生院,北京中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连摘要为了实现仪器的实时在线监测,利用能量为的紫外光灯取代传统“放射性电离源,自土研发出便携、快速、高灵敏的光电离离子迁移谱仪。紫外光灯为直流供电,避免了放射性物质严格的操作规程,并且实现了易制毒化学品有机物分子的软电离。最近的实验结果表明,在列出的种违禁物品中,种以屯可以得到快速有效的鉴别,检测时间在几秒以内,检测下限可以达到量级,其中挥发性成分的检测结果尤
2、为撇著关键词离子迁移谱光电离离子门迁移率微电流放大中图分类号文献标识码文献编号一一一一,,凡,一一飞,,、、,飞,。了‘、,‘,,‘‘,一,,一,,飞,,一一,,一一、’、一,」,、一,,,,一,,一、叩。,、。‘,,、‘·,、「·,、一一一,,,、,、,、一,、一飞、、一,从书、一、一、·一、一一一,只“卜引言测仪器对这些过程进行监控受到人们的广泛关仁‘,、、、·、’‘〕,,。,、、‘。,‘,,,,。。‘,入,离子迁移谱仪洽近年来环境污染趋于恶化部分地方毒品交易、‘,,才泛滥,恐怖活动时有发生,发展快速、便携、灵敏的检恰顺应了这个趋势它是在大气压或近大创川一
3、一一一收稿日期修改日期荃金项目国家八六三支持前沿探索课题一只一一网第期邵士勇,等光电离离子迁移谱技术研究图光电离离子迁移谱原理图,拼,根据样品分子的离子在漂移管的特征分析时间来十是折合质量阶是双分子反应速率。对微量气体分子进行检测的仪器‘一。离子迁移常数,是修正系数,场兀是碰撞截面’‘、、可,谱仪能够准确快速地探查诸如交通工具文档行以看出离子的迁移率与待测物分子的质续和结、,,李及空气中含有的有机污染物毒品或炸药的细微构有关质量数和电荷数相同的分子离子如果结痕迹,确认可疑物品中是否含有毒品、化学毒剂或构不同的话,在该仪器中有可能得到分离,这也是。爆炸物,英国、
4、美国、加拿大等西方国家均在机场离子迁移谱相对于质谱的优越之处收集板上接收和海关等场合装备了技术开发的监测仪器。到的离子电流为、级,如此小的电流放大后我们自主研发的光电离离子迁移谱仪主要才是实用的,经过微电流放大器后,可以得到面向易制毒化学品和环境安全,,电脑将得‘了谱图库中储存本文首先介绍其工级的电压信号到的谱图作机制,然后展示其初步实验结果,最后介绍基于信息对比,便可得出待测物的成分。技术开发的仪器的发展趋势。光电离离子迁移谱仪‘一击卜声卜仁犷﹂气三一八﹄空一二洲闷六离·工作机制代分子离光电离离子迁移谱仪的工作原理经膜过翼值滤,痕缺挥发性有机物在载气的携带下
5、以气体方式有机污染物进入电离区,在电离区有机物由于紫外灯所发出光的照射而电离。当离子门开启时,电离产生的离子进入一个由均匀电场构成的分离漂移区,迎面而日自寸线来并经过净化的稳定气流与样品离子的频繁碰撞图光致电离与射线电离的比较,使离子宏观上表现为匀速运动移动速度表示为,、几。,,。,‘、月夕刀,,是电场强度是迁移速率常,““作为传统离子源的是放射性物质有其。,数这样不同迁移速率的离子在漂移区移动的速严格的操作规程,所释放的刀射线平均能址高达。’,’,,度不同到达收集板的时间也就不门图是光电【‘几乎可以将所有的待测物成分击碎生成。离离子迁移谱仪的结构示意图离子的
6、过程和离子成分都比较复杂,对有机物的迁移速率常数为检测有一定的局限性。灯的光能缺为川、,,万。、厂乏、、、、足以电离大部分有机物电离过程为非破坏性软电二“,于任去】场,,。,,天“离没有碎片离子的生成离子生成过程简单图又兀。是荷电荷数,一是漂移气体的分子数密度,展示了两者之间的比较’“大气与环境光学学报卷巴当巴习︺曰一压切一日曰钾一】一一一毛图丙酮迁移谱图图异黄樟脑迁移谱图图麻黄碱的两种同分异构体分子构型、一初步实验结果一个电子,故其分子离子的结构基本。没有变化前,,电荷的分配与中性气体的亲和力有关因此可面提到离子的迁移率与待测物分子的质量和结构以在样品气体中
7、掺入一种亲和力恰低于目标成分的有关,质量数和电荷数相同的分子离子,如果结构不,,加合物气体以减少大多数低亲和力成分的干扰同的话,将拥有不同的迁移率,同一种物质会出现,。’。‘“。、,这样目标成分的检测便相对容易了】光电离,,‘多峰麻黄碱的迁移谱图如图所示,离子迁移谱一般用来测阳离子阳离子加合物常。选用丙酮同时,丙酮也是最常见的溶剂之一,其最近的实验结果表明,在列出的种违禁物。迁移谱图如图品中,种以上可以得到快速有效的鉴别,这里,异黄樟脑是制作摇头丸的主要前身之一属于不再一一展示,仪器有效检测时间在几秒以内,检,,一类管制易制毒化学品图为光电离离子迁移测下限可以
8、达到量级其中丙酮等强挥发性成。谱仪测出
