本实用新型专利技术提供一种同时电离检测有机和无机元素的复合等离子体
【技术实现步骤摘要】
同时电离检测有机和无机元素的复合等离子体
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质谱装置
[0001]本技术属于化学测量
，涉及同时电离检测大气中有机物和无机元素的复合等离子体
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质谱装置，是一种涉及使用微波能和射频能激发等离子体对大气中有机物和无机物电离检测的装置。
技术介绍
[0002]直接离子化电离技术是近年来质谱领域一次突破性的发展，对工作和科研的重要性不可估量。但现有的解吸电离源电离能力不足、电离范围窄、样品的形态受限等缺陷，并不足以满足检测者的要求。随着城市化进程的不断推进，大气中挥发性有机物和无机元素排放量不断增加，使得大气环境不断恶化，给人们生存环境带来了不可估量的危害。有鉴于挥发新有机物与无机元素对于大气的危害性，对挥发新有机物与无机元素的检测是大气环境检测中至关重要的一部分。目前尚无成熟技术可以在线同时实现大气中VOCs和全元素的精确分析，科学污染防治方面也仍然存在一定的困难和挑战，亟需研制一种全新的大气中有机物和无机元素同时电离检测设备，为大气污染防治提供精准参考。
技术实现思路
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种同时电离检测大气中有机物和无机元素的复合等离子体
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质谱装置，是一种涉及使用微波能和射频能激发等离子体对大气中有机物和无机物电离检测的装置。
[0004]本技术提供的复合等离子体
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质谱装置，包括样品引入通道、等离子体激发源、气体分流器、等离子体火焰、离子漏斗、样品引入接头、进样膜、样品引出接头、聚焦电极、质谱仪、微波接头和金属镀层。其中样品引入通道固定在复合等离子体激发源中心位置，用于气体样品引入，并与等离子体激发源组合，在两者中间形成微波谐振腔，微波谐振腔用于微波能谐振，并在等离子体激发源顶端形成微波最大电场；等离子体激发源设置于离子漏斗前端，气体分流器位于样品引入通道和样品引入接头之间通过中空的管道连接，中空管道选用聚四氟管或金属管，用于将样品大气一分为二，分别引入到样品引入通道和样品引入接头，等离子体火焰位于等离子体激发源与离子漏斗之间，微波能通过微波接头、射频能通过金属镀层施加后，形成等离子体火焰,一路样品引入通道中的样品气体直接进入并穿过等离子体火焰与等离子体火焰充分接触，使用高温等离子体对样品中元素进行电离。离子漏斗位于等离子体火焰后端，与等离子体激发源固定在同一水平线上，用于将复合等离子体电离的离子束聚焦，并传输至聚焦电极内。样品引入接头放置于离子漏斗上方，进样膜放置在等离子体火焰和样品引入接头、样品引出接头之间，用于将样品中有机物引入到等离子体火焰前端，样品引入接头、样品引出接头固定在进样膜上方，样品引入接头用于将从气体分流器引入的气体通入到进样膜前面，样品引出接头用于将多余的气体排出，气体进入进样膜前端后，会通过进样膜渗透至等离子体火焰前端，通过等离子体火焰尾端对有机物进行高灵敏、无碎片电离。聚焦电极位于离子漏斗后端，并与离子漏斗同轴心固定，
用于将离子漏斗传输的离子束进一步聚焦进入质谱仪。质谱仪位于聚焦电极后面，用于对离子束进行分析检测。聚焦电极位于质谱仪前，样品中的元素和有机物经过电离后，通过离子漏斗和聚焦电极进行聚焦传输，进入质谱仪中进行分析检测，微波接头固定在等离子体激发源上，用于微波能耦合进等离子体激发源内。金属镀层固定在样品引入通道顶端，材料选用铜、银等金属，用于施加高压射频或直流电，激发射频等离子体。
[0005]所述样品引入通道的材料为石英或不锈钢，用于通入样品气体(泛指大气)。
[0006]所述复合等离子体激发源2的材料为紫铜，设置于离子漏斗前端。用于激发等离子体火焰。
[0007]所述气体分流器的材料为不锈钢，位于样品引入通道和样品引入接头之间，用于将样品大气一份为二，通过聚四氟管或金属管分别引入到样品引入通道(1)和样品引入接头.
[0008]所述等离子体火焰为微波等离子体、射频等离子体以及两者同时使用的复合等离子体。也是复合等离子体激发源所激发的等离子体焰炬。高温等离子体对样品中元素进行电离。
[0009]所述微波接头为标准50欧阻抗微波接头，固定在等离子体激发源上，用于微波能耦合进入等离子体激发源内。
[0010]所述金属镀层的材料为铜、银等金属，固定在样品引入通道顶端，用于施加高压射频或直流电，激发射频等离子体。
[0011]所述离子漏斗的材料为不锈钢。用于将复合等离子体电离的离子束聚焦，并传输至聚焦电极内。所述离子漏斗也可用四极杆、聚焦电极替换。
[0012]所述样品引入接头的材料为不锈钢，放置于离子漏斗上方。用于引入一路气体样品至进样膜。
[0013]所述进样膜的材料为聚二甲基硅氧烷后者其他复合材料，放置在等离子体火焰和样品引入接头、样品引出接头之间，用于样品中有机物引入到等离子体火焰前端。所述进样膜也可替换为中空的进样管，进样管选用金属毛细管或绝缘毛细管。
[0014]所述样品引出接头的材料为不锈钢，固定在进样膜前端，用于将多余气体排出。
[0015]所述聚集电极的材质为不锈钢，位于离子漏斗后端，并与离子漏斗同轴心固定，用于将离子漏斗传输的离子束进一步聚焦进入质谱仪。
[0016]所述质谱仪为飞行时间质谱、四极杆质谱、离子阱等质谱仪，位于聚焦电极后面，用于对离子束进行分析检测。
[0017]本技术的目的在于克服现有技术的不足，采用等离子体电离质谱装置，对环境样品(泛指大气)中的有机物和无机元素本进行定性和定量分析，实现一种无需样品预处理和预分离的原位快速检测样本中有机物和无机元素成分和含量的复合等离子体
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质谱装置。
[0018]本技术提供的一种同时电离检测大气中有机物和无机元素的复合等离子体
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质谱装置，具有如下优点：
[0019]1.所测样品无需进行任何样品预处理，用复合等离子体电离源电离样品后直接进行质谱分析，无机元素颗粒会等离子体中会在高温等离子体作用下电离得到元素离子信息，有机物避免与高温等离子体直接接触，利用等离子体尾部对有机物进行软电离，避免了
有机物碎裂。用质谱仪对产物离子的种类进行分析和数据对比等操作，即可实现对复杂样品中的有机物和无机元素的种类和含量进行定性定量分析，样品数据采集过程可在数秒内完成，并实现多次重复；
[0020]2.所测对象可以是所有气态气体，可适用性广。
[0021]3.等离子体电离源可采用微波等离子体电离源、射频等离子体，也可以是两种等离子体复合在一起工作，操作具有灵活性。
[0022]4.载气可以采用氩气、氦气等惰性气体，也可以是氮气、氧气或者空气直接激发，十分便利。
[0023]5.本技术方案分析速度快，操作步骤简单，能够提高样品检测通量，或者亦可在现场进行直接实时分析，有利于对大区域范围内的大量环境样品的筛查和调研。
附图说明
[0024]图1为本技术的实施例一的结构示意图，用于表现使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同时电离检测有机和无机元素的复合等离子体
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质谱装置，其特征在于，由样品引入通道（1）、等离子体激发源（2）、气体分流器（3）、等离子体火焰（4）、离子漏斗（5）、样品引入接头（6）、进样膜（7）、样品引出接头（8）、聚焦电极（9）、质谱仪（10）、微波接头（11）和金属镀层（12）组成，其中样品引入通道（1）固定在复合等离子体激发源（2）中心位置，等离子体激发源（2）设置于离子漏斗（5）前端，气体分流器（3）位于样品引入通道（1）和样品引入接头（6）之间并通过中空的管道连接，等离子体火焰（4）位于等离子体激发源（2）与离子漏斗（5）之间，离子漏斗（5）位于等离子体火焰（4）后端，与等离子体激发源（2）固定在同一水平线上，样品引入接头（6）放置于离子漏斗（5）上方，进样膜（7）放置在等离子体火焰（4）和样品引入接头（6）、样品引出接头（8）之间，样品引入接头（6）、样品引出接头（8）固定在进样膜（7）上方，聚焦电极（9）位于离子漏斗（5）后端，并与离子漏斗（5）同轴心固定，质谱仪（10）位于聚焦电极（9）后面，微波接头（11）固定在等离子体激发源（2）上，金属镀层（...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵高升，施月娥，贾滨，徐等，褚冯健，赵彬锋，
申请(专利权)人：苏州智谱蔚星智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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