Исследование процессов получения ионов для малогабаритных газовых масс-спектрометров

• Автор: Григорьев, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И АББРЕВИАТУР

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1. Методы и техника газовой масс-спектрометрии

1.1.1 .Ионизация электронным ударом

1.1.2.Химическая ионизация

1.1.3 .Ионизация в коронном разряде при атмосферном давлении

1.1 АДрейф выделенного иона

1.1.5 .Ионизация передачей протона

Ы.б.Газодинамические источники потоков нейтральных частиц и ионизация в газодинамическом потоке

1.2. Использование газового разряда для получения ионов

1.2.1. Разряды в постоянном электрическом поле

1.2.2. Емкостный разряд в импульсном поле (ВЧЕ-разряд)
1.2.3. Газовый разряд с полым катодом
Выводы к Главе 1
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И АППАРАТУРА
2.1. Исходные данные для разработки экспериментальных ионных источников
2.1.1. Принцип двухступенчатой ионизации парогазовой пробы
2.2. Экспериментальные установки ЭУ1-ЭУ4
2.2.1. Ионизации в коронном разряде при атмосферном давлении на установке ЭУ-1
2.2.2. Электродинамическая и лазерная десорбция/ионизация на установке ЭУ-2
2.2.3. Лазерная десорбция и ионизация на установке ЭУ-3
2.2.4. Методы ионизации и ионные источники на установках ЭУ-4
2.2.4.1. Параметры газового разряда в газодинамической струе
2.2.4.2. Моделирование ионных траекторий в программе 81МКЖ
7.0
2.2.5.Исследования процессов двухступенчатой ионизации в режиме длинных импульсов
2.2.6.Подготовка анализируемых смесей и проведение экспериментов 85 Выводы к Главе 2
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Ионизация в коронном разряде при атмосферном давлении
3.2. Ионный источник с импульсной десорбцией ионов
3.2.1. Модель короткоимпульсных процессов десорбции/ионизации с образованием активных ионов
3.2.2. Лазерная десорбция/ионизация с поверхности ледяной пленки
3.3. Процессы двухступенчатой ионизации в газодинамическом ионном источнике
3.3.1.Характеристики процессов получения ионов в газодинамической струе в режиме измерения интегрального тока
3.3.2. Двухэтапная ионизация в газодинамической струе
3.3.3. Динамические характеристики первичных активных ионов в ИГД ИИ
3.3.4. Сравнительные характеристики ИИ с ЭУ и ИГД ИИ и различных систем инжекции парогазовой пробы
Выводы к Главе 3
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Применение газовой масс-спектрометрии
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Расчет натекания через диафрагму
паров этанола зависит только от температуры, что позволяет легко воспроизводить условия протекания реакций.
* Значительной проблемой в PTR-МС оказывается разделение ионов,
имеющих одинаковые или близкие значения масс. В некоторых случаях для идентификации иона достаточно варьировать значение параметра Е/N. В [70] рассмотрен эксперимент, в котором интенсивность пика, соответствующего 55 а.е.м, резко уменьшалась с ростом параметра Е/N. Этот пик можно однозначно идентифицировать как кластер Н30+-(Н20)2.
Универсальным методом идентификации является исследование изотопного распределения иона. Например, массе 69 а.е.м. в выдыхаемом воздухе может соответствовать как протонированный изопрен (С5Н9+), так и Ф дважды гидрированный ион метанола (СЯзОЯ-^ОЪ# ). Соотношение
интенсивностей изотопов изопрена с массами 69 и 70 а.е.м составляет М69/М70 = 94,1% / 5,9%. Следовательно, если соотношение пиков М69 к М70 в полученном спектре близко к рассчитанному, можно утверждать, что рассматриваемое ЛОС - изопрен.
Еще одним параметром, по которому можно разделить ионы одинаковой массы и даже одинакового состава, но разной пространственной структуры, является скорость дрейфа в буферном газе. Для разделения по скорости дрейфа нужно создать импульс концентрации ионов Н30+ и фиксировать изменения спектра со временем.
При калибровке Р77?-масс-спектрометра необходимо учитывать влияние на сигнал таких факторов, как температура и влажность исследуемого воздуха.
Согласно материалам [119] температурной зависимости шумового сигнала в пределах от 16 до 30 °С обнаружено не было. В [119] приведены ^ результаты исследования зависимости чувствительности PTR-MS по бензолу.
Использовалась проба с известной концентрацией бензола - 0,75 ррт, которая была разбавлена воздухом и насыщена водяным паром с помощью увлажнителя.