Расширение аналитических возможностей времяпролетной масс-спектрометрии с импульсным тлеющим разрядом

• Автор: Усков, Кирилл Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. История развития массспектрометрии с тлеющим

разрядом.

1.2. Основные процессы в тлеющем разряде

1.3. Варианты вОМБ и их аналитическое применение.

1.3.1. Разряд постоянного тока и секторный массспектрометр высокого разрешения

1.3.2. Импульсный разряд с ТОБМБ.

1.3.3. Радиочастотный импульсный разряд с ТОРМБ

1.4. Изотопный анализ.

1.5. Интерференции в разрядах и методы борьбы с ними
1.5.1. Методы борьбы с интерференциями.
1.6. Использование относительных чувствительностей при анализе проб сложного состава методом вЭМБ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Схема и описание прибора.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРЯМОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА И ХЛОРА.
3.1. Влияние добавки гелия
3.2. Определение азота в сталях.
3.2.1. Разработка метода прямого определения азота
3.2.1.1. Оптимизация параметров анализа.
3.2.1.2. Определение азота в сталях.
3.3. Определение хлора
3.3.1. Разработка метода прямого определения хлора
3.3.2. Использование механизма ударной электронной ионизации для
исследования послойного распределения хлора в стали.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРЯМОГО ЭЛЕМЕНТНОГО И ИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА СУХИХ ОСТАТКОВ РАСТВОРОВ
4.1. Обзор основных методов анализа растворов
4.2. Разработка метода анализа сухих остатков растворов
4.2.1. Влияние добавки гелия на интенсивности компонентов
4.2.2. Динамика распыления образца.
4.2.3. Проблема воды в разрядной ячейке
4.2.4. Построение градуировочных зависимостей и определениеКОЧ
4.2.5. Изотопный анализ, сравнение экспериментальной и статистической ошибки.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В связи свышеперечисленным, расширение аналитических возможностей времяпролетной массспектрометрии с импульсным тлеющим разрядом в упомянутых областях является актуальной темой для исследования. Разработать метод ионизации трудноионизуемых элементов с использованием газа с высоким потенциалом возбуждения и продемонстрировать его возможности на примере определения азота. Использовать возможности разработанного метода для увеличения чувствительности широкого круга элементов. Разработать метод ионизации атомов пробы в бесстолкновителыюй зоне на основе использования высокоэффективного механизма ударной электронной ионизации и продемонстрировать его возможности на примере определения хлора. Разработать интерфейс, позволяющий проводить элементный и изотопный анализ микрообъемов растворов анализ сухих остатков растворов. ГЛАВА 1. История применения тлеющего разряда в массспсктрометрии весьма примечательна. Несмотря на то, что этот источник ионизации приобрел широкую популярность сравнительно недавно в е годы в США и е в Европе, именно его использовал Френсис Астон при создании первого массспектрографа. Так, по иронии судьбы, тлеющий разряд, явившийся исторически первым ионным источником, был забыт на несколько десятилетий, уступив место другим устройствам, однако потом, когда к нему снова обратились на фоне новых проблем и новых знаний, он показал себя весьма перспективным образом и приобрел огромную популярность в сфере элементного твердотельного анализа, не ограничиваясь, однако, только им. Так, исследование катодных лучей привело Дж. Дж. Томсона к открытию электрона, а работы Вина, Томсона и Астона по исследования канальных лучей, открытых в г Эугеном Гольдштейном, привели к модели строения атомов, открытию изотопов и дефекта массы. В г Астон сконструировал прибор, названный массспектрографом, или массспектрометром вторая и третья, усовершенствованные версии прибора в и соответственно. Наряду с Астоном массспектрометр несколько другой конструкции в те же годы был создан американцем Демпстером 2. В своих работах Демпстер отошел от ставшего традиционным ионным источником тлеющего разряда, который позволял анализировать только газы. Уже в работах Демпстера используется не массспектрометрия тлеющего разряда , i, а термоионизационная массспектрометрия I, Iii. По сути, первый этап развития закончился на работах Астона. Развитие массспектрометрии продолжалось весьма быстрыми темпами, однако с использованием других ионных источников. Кроме того интенсивности всех компонентов меняются в процессе испарения, причем скорости изменения интенсивностей для разных элементов могут сильно отличаться. К ней на смену пришла искра, которая подходила для различных типов проб, давала эффективную ионизацию и чувствительность. Но она отличалась нестабильностью, давала плохую точность и воспроизводимость анализа и большой разброс ионов по энергиям. Последнее обстоятельство требовало обязательный выбор дорогостоящего двойного секторного анализатора 3. Советском Союзе. А.Н. Зайделя 4 и его учеников К примеру, С. Ю.И. I.. Липисом 6. В этом же году Л. А.Г. Жиглинским 8, а затем А. И. Дробышевым . Грима впервые использовались именно в спектроскопии. Однако предложенная Гримом в новая конструкция ячейки вновь обратила интерес к тлеющему разряду. Этот источник работал в атмосфере аргона при пониженном давлении около 0 Па и позволял проводить высокоточный анализ плоских твердотельных проб с минимальной пробоподготовкой. Этот тип разрядной ячейки используется в настоящее время в большинстве оптических спектрометров и массспектрометров тлеющего разряда. Спектроскопия тлеющего разряда нашла применение как для высокочувствительного количественного элементного анализа, так и послойного анализа ,. Тлеющий разряд показал высокую стабильность, точность, воспроизводимость и чувствительность, что заставило пересмотреть мнение о его пригодности также и в качестве ионного источника . Применение тлеющего разряда как аналитического ионного источника впервые было осуществлено Кобурном в г. Эту дату и можно считать вторым рождением ООМБ. В г.