光电离-离子迁移谱实验参数与性能研究.pdf

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1、第29卷第1期量子电子学报、1．29No．12012年1月CHINESEJOURNALOFQUANTUMELECTRONICSJan2012DOI：10．3969／j．issn．1007—5461．2012．01．002光电离．离子迁移谱实验参数与性能研究李虎一，牛文琪，王鸿梅，黄超群，李建权，沈成银，江海河，储焰南(1中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学研究室，安徽合肥2300312安徽农业大学理学院，安徽合肥230036；3安徽理工大学理学院，安徽淮南232001)摘要：报道了自主研制的光电离一离子迁移谱装置的基本结构和性能。采用10．6eV

2、Kr灯为电离源，以苯为检测样品，对迁移电场电压、离子门电压和脉冲宽度参数进行优化，得到最佳装置参数为离子门脉冲宽度O．15ms，离子门电压80V，迁移区电压2153V。使用指数稀释方法制备样品浓度，获得了离子迁移谱检测苯的标准曲线，对苯的检测限为400ppt，检i贝4线性动态范围跨越三个数量级。关键词：光谱；离子迁移谱；光电离；苯；分辨率中图分类号：O659．2文献标识码：A文章编号：1007—5461(2012)01—0008—07．Parametersandperformanceanalysisofphotoionizationionmobilit

3、yspectrometryLHu，u，MUWre力一qj，』＼rGHong-mei，HL』vGChao—qun，LIJian—quart，sHENCheng-yin，JIANGHai-h，CHUYan—na(1LaboratoryofEnvironmentalSpectroscopy，AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2SchoolofScience，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei2300

4、36，China；3SchoolofScience，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001)China)Abstract：Theconstructionandperformancestudyisreportedforanewlydevelopedph0t0i0nizationionmobilityspectrometer(UV—IMS)equippedwitha10．6eVKrlamp．Theefectofthetotalvoltageofdrifttube，voltageandpulse

5、widthofiongateonspectralresolutionandsensitivityofUV—IMSwerediscussed．Theiroptimalvaluesofpulsewidth，voltageofiongateanddrifttubeare0．15ms，80V，and2153Vrespectively．Theconcentrationsofbenzenewerepreparedbymeansofexponentialdilutionmethod．The．experimentsshowthattheUV—IMShasalimito

6、fdetectionat400pptforbenzeneanditsmeasurablelineardynamicsrangeisoverthreeordersofmagnitude．Keywords：spectroscopy；UV—ionmobilityspectrometry；phOtOionization；benzene；resolution1引言离子迁移谱(Ionmobilityspectrometry，IMS)技术测量速度快、探测灵敏度高，常用于危险品、化学毒剂、毒品和环境污染物的快速检测[～引。基金项目：国家自然科学基金(20907054)

7、、中国科学院创新工程重要方向项目(KGCX2一Yw一917)作者简介：李虎(1974一)，博士生，从事离子迁移谱研究。导师简介：储焰南(1965一)，研究员，博士，博士生导师，主要从事环境光谱，质谱研究。E-mail：ychu@aiofm．ac．cn收稿日期：201103—18；修改日期：2011—0414第1期李虎等：光电离一离子迁移谱实验参数与性能研究9离子迁移谱工作原理是利用大气压条件下弱电场中不同质量或结构的离子具有不同的迁移率，从而实现离子的分离和检测[引。如果离子在迁移电场E中迁移的距离为，所用的时间为td，离子的迁移率可表示为2，瓦瓦，(

8、1)其中为迁移区总电压Revercomb和Mason{】从微观分子碰撞的角度，用刚球模型在低电