一种非放射性离子迁移管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明基于离子迁移谱和试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管。
【背景技术】
[0002]离子迁移谱(1n Mobility Spectrometry, IMS)技术20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与质谱、色谱等传统技术相比，其具有结构简单、灵敏度高、分析速度快等特点，已被广泛地应用于爆炸物筛查、毒品稽查和VOCs的在线监测等。离子迁移谱仪主要由离子源、离子门、迁移区和检测器组成。离子源使样品分子、N2, O2和水蒸气电离，产生的离子很容易与分子发生离子分子反应，得到多种产物离子。离子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入迁移区，与逆流的中性漂气分子不断地碰撞，由于这些离子在电场中具有不同的迁移速率，使得不同的离子得到分离，先后到达检测器。
[0003]放射性电离源由于其结构简单、稳定性好、寿命长、无需额外供电以及易于维护等优点，成为了商品化离子迁移谱仪器中应用最广泛的电离源。然而，其辐射问题给操作、运输和处理均带来了不变，为离子迁移谱仪的应用推广带来了严重的影响。迄今为止，已有光电离、放电电离等多种非放射性电离源与离子迁移谱仪相结合，但在负离子模式下往往生成CO3、NOx等反应试剂离子，由于反应活性和电子亲和势的限制，无法测定电子亲和势或反应活性较弱的化合物。
[0004]本发明基于试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管；该离子迁移管生成的试剂离子主要为O2，与放射性电离源产生的试剂离子一致，在不影响离子迁移管测定功能的基础上很好地解决了放射性问题。
【发明内容】
[0005]本发明设计了一种非放射性离子迁移管，离子迁移管包括壳体内依次同轴设置的电离区、离子门、迁移区、栅网和离子接收极；靠近离子接收极的壳体壁上设有漂气入口，漂气入口与漂气气源相连通；离子门与电离区之间的壳体壁上设有载气入口，载气入口与载气气源相连通；靠近电离区的壳体壁上设有气体出口，该气体出口放空。
[0006]电离区气体流经的气体通道为长方体，长方体的长度方向与离子迁移管轴线平行、宽度小于等于迁移区的内径，与长方体长度方向平行的长方体中心轴线与离子迁移管轴线重合。
[0007]于电离区内设有真空紫外灯，真空紫外灯与电离区的气体通道处相连通，真空紫外灯的窗口处于气体通道的长方体长边和宽边所在平面处。
[0008]气体通道的高度小于其长度和宽度。
[0009]气体通道的高度为I?5_。
[0010]离子迁移管在单向气流模式下运行，电离区内的气流方向与漂气的气流方向一致。
[0011]真空紫外灯的光束方向与气体通道内的气流方向之间呈10?90度。
[0012]于载气或漂气中添加有试剂分子，或于载气和漂气中同时添加有试剂分子。
[0013]试剂分子包括丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯和乙醇中的一种或二种以上。
[0014]真空紫外灯包括直流式和射频式。
[0015]本发明基于试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管；该离子迁移管生成的试剂离子主要为O2，与放射性电离源产生的试剂离子一致，在不影响离子迁移管测定功能的基础上很好地解决了放射性问题。
【附图说明】
[0016]图1为本发明中的非放射性离子迁移管的结构示意图，此时真空紫外灯光束方向与电离区内气流方向呈90度。
[0017]其中，I为气体出口，2为真空紫外灯，3为电离区，4为载气入口，5为离子门，6为迁移区，7为绝缘环，8为导电环，9为栅网，10为离子接收极，11为漂气入口。
[0018]图2为本发明中的非放射性离子迁移管的结构示意图，此时真空紫外灯光束方向与电离区内气流方向呈60度。
[0019]图3为采用图1结构装置所测定的试剂离子O2的离子迁移谱图。
【具体实施方式】
[0020]本发明设计了一种非放射性离子迁移管，离子迁移管包括壳体内依次同轴设置的电离区、离子门、迁移区、栅网和离子接收极；靠近离子接收极的壳体壁上设有漂气入口，漂气入口与漂气气源相连通；离子门与电离区之间的壳体壁上设有载气入口，载气入口与载气气源相连通；靠近电离区的壳体壁上设有气体出口，该气体出口放空。
[0021]电离区气体流经的气体通道为长方体，长方体的长度方向与离子迁移管轴线平行、宽度小于等于迁移区的内径，与长方体长度方向平行的长方体中心轴线与离子迁移管轴线重合。
[0022]于电离区内设有真空紫外灯，真空紫外灯与电离区的气体通道处相连通，真空紫外灯的窗口处于气体通道的长方体长边和宽边所在平面处。
[0023]气体通道的高度小于其长度和宽度。
[0024]气体通道的高度为I?5_。
[0025]离子迁移管在单向气流模式下运行，电离区内的气流方向与漂气的气流方向一致。
[0026]真空紫外灯的光束方向与气体通道内的气流方向之间呈10?90度。
[0027]于载气或漂气中添加有试剂分子，或于载气和漂气中同时添加有试剂分子。
[0028]试剂分子包括丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯和乙醇中的一种或二种以上。
[0029]真空紫外灯包括直流式和射频式。
[0030]实施例1
[0031]采用本发明中的非放射性离子迁移管，真空紫外灯光束方向与电离区内气流方向呈90度，载气流速为300mL/min，漂气流速为500mL/min，迁移管温度为室温(25°C )，试剂分子丙酮添加于载气中，测得的试剂离子O2的离子迁移谱图，如图3所示。
【主权项】
1.一种非放射性离子迁移管，其特征在于: 离子迁移管包括壳体内依次同轴设置的电离区(3)、离子门(5)、迁移区￠)、栅网(9)和离子接收极(10);靠近离子接收极的壳体壁上设有漂气入口(11)，漂气入口与漂气气源相连通；离子门与电离区之间的壳体壁上设有载气入口(4)，载气入口与载气气源相连通；靠近电离区的壳体壁上设有气体出口(I)，该气体出口放空； 电离区气体流经的气体通道为长方体，长方体的长度方向与离子迁移管轴线平行、宽度小于等于迁移区的内径，与长方体长度方向平行的长方体中心轴线与离子迁移管轴线重合； 于电离区内设有真空紫外灯，真空紫外灯与电离区的气体通道处相连通，真空紫外灯的窗口处于气体通道的长方体长边和宽边所在平面处。2.根据权利要求1所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 气体通道的高度小于其长度和宽度。3.根据权利要求1或2所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 气体通道的高度为I?5mm。4.根据权利要求1所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 离子迁移管在单向气流模式下运行，电离区内的气流方向与漂气的气流方向一致。5.根据权利要求1所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 真空紫外灯的光束方向与气体通道内的气流方向之间呈10?90度。6.根据权利要求1所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 于载气或漂气中添加有试剂分子，或于载气和漂气中同时添加有试剂分子。7.根据权利要求6所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 试剂分子包括丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯和乙醇中的一种或二种以上。8.根据权利要求1所述的非放射性离子迁移管，其特征在于: 真空紫外灯包括直流式和射频式。
【专利摘要】本发明基于试剂分子辅助光电离技术，设计了一种非放射性离子迁移管；该离子迁移管生成的试剂离子主要为O2-，与放射性电离源产生的试剂离子一致，在不影响离子迁移管测定功能的基础上很好地解决了放射性问题。
【IPC分类】H01J49/16, H01J49/02
【公开号】CN105632865
【申请号】CN201410592968
【发明人】李海洋, 周庆华, 陈创, 彭丽英, 蒋丹丹, 刘骥巍
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月28日