Физические и аппаратные факторы спектрометрии ионной подвижности

• Автор: Бисярин, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОД СПЕКТРОМЕТРИИ ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ

1.1 Становление метода спектрометрии ионной подвижности

1.2 Современные аналитические методы идентификации химических соединений, основанные на измерении подвижности их ионов в газах

1.2.1 Времяпролетная спектрометрия ионной подвижности

1.2.2 Спектрометрия ионной подвижности с ионной ловушкой

1.2.3 Спектрометрия приращения ионной подвижности

1.2.4 Спектрометрия ионной подвижности с несущей волной

1.2.5 Высокоразрешающий плоский дифференциальный анализатор

1.2.6 Спектрометр ионной подвижности с поперечной модуляцией
1.3 Современные спектрометры ионной подвижности
1.4 Аппаратные компоненты аналитических систем
1.4.1 Ионный источник
1.4.2 Ионный затвор
1.4.3 Дрейфовая трубка
1.5 Детектирование ионного потока и совмещение спектрометра ионной подвижности с другими аналитическими системами
1.6 Дрейфовый газ
1.7 Ионно-молекулярные взаимодействия в аналитической ячейке
1.8 Выводы к главе. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ОБ АНАЛИТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ
2.1 Математический анализ движения ионов в пространстве дрейфа спектрометра ионной подвижности
2.1.1 Модель для математического анализа движения ионов в дрейфовой трубке
2.1.2 Сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными
2.2 Распределение поля в ионных затворах спектрометра ионной подвижности

2.3 Выводы к главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПЕКТРОМЕТРА ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ
3.1 Функциональная схема экспериментального спектрометра ионной подвижности
3.2 Аналитическая ячейка спектрометра ионной подвижности
3.3 Ионный источник
3.4 Дрейфовая трубка
3.5 Ионный затвор
3.5.1 Двухсеточный ионный затвор
3.5.2 Ионный затвор типа Бредбери-Нильсена
3.6 Коллектор ионов
3.7 Электрометрический усилитель
3.8 Система обработки данных и управления
3.9. Электрическая схема спектрометра ионной подвижности
3.10 Программное обеспечение
3.11 Технические и аналитические характеристики разработанного спектрометра
3.12 Выводы к главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И АППАРАТНЫХ ФАКТОРОВ СПЕКТРОМЕТРИИ ИОННОЙ ПОДВИЖНОСТИ
4.1 Исследование характеристик инжектируемого из межсеточного пространства затвора ионного облака
4.2 Влияние величины тока коронного разряда на аналитические характеристики спектрометра
4.3 Влияние напряженности электрического поля в пространстве дрейфа на аналитические характеристики спектрометра
4.4 Влияние расхода дрейфового газа на аналитические характеристики
4.5 Исследование спектров набора тестовых химических соединений спектрометром с двухсеточным ионным затвором
4.6 Затвор типа Бредбери-Нильсена
4.7 Исследование спектров набора тестовых химических соединений спектрометром с ионным затвором Бредбери-Нильсена

4.8 Выводы к главе
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

1.8 Выводы к главе. Постановка задачи
Спектрометрия ионной подвижности является динамично развивающимся методом обнаружения и идентификации химических соединений сверхмалых концентраций в газовой фазе при атмосферном давлении. Применение современных методов ионообразования в спектрометрии позволяет расширить границы метода применительно к анализу жидко- и твердофазных проб. Комбинирование спектрометра с другими аналитическими системами позволяет достичь существенного увеличения аналитических возможностей и расширить область применения метода.
Анализ литературы позволяет сделать следующие выводы:
1. Спектрометрия ионной подвижности как аналитический метод обладает большим потенциалом. Метод получил широкое распространение в области обнаружения и идентификации ряда отравляющих, взрывчатых и наркотических веществ, получает распространение в анализе пестицидов, пептидов, биомолекул, контроле примесей в атмосферном воздухе и воздухе промышленных помещений, медицинской диагностике и мониторинге окружающей среды.
2. Приборы, основанные на методе спектрометрии ионной подвижности, серийно выпускаются в подавляющем большинстве иностранными компаниями. Отечественные компании изготавливают подобные приборы мелкой серией и на заказ.
3. В ионных источниках подавляющего большинства выпускаемых спектрометров ионной подвижности применяются радиоактивные изотопы.
4. Использование «мягкого» способа ионизации в спектрометрии ионной подвижности позволяет осуществлять неразрушающий анализ молекул химических соединений.
Сказанное выше определяет цель данной работы, которая заключается в разработке спектрометра ионной подвижности и исследовании физических и аппаратных факторов спектрометрии ионной подвижности.