进样管，10为样品气体进样管，11为无油真空泵，12为质谱，13为真空规，14为阀门，15为放电气体毛细管，16为连接孔。
【具体实施方式】
[0025]图1为本发明的结构示意图。
[0026]射频放电真空紫外光复合电离源，由射频放电真空紫外光源、离子传输光学系统和离子源腔I组成。电离源腔内部沿真空紫外光出射方向依次设置有3mm厚圆形外径15mm离子推斥电极6、离子聚焦电极7和差分接口极板8 ;离子推斥电极6、离子聚焦电极7中心分别设置1mm通孔，差分接口极板中心设置2_通孔；离子推斥电极6，离子聚焦电极7和差分接口极板8同轴、平行设置，相互之间通过3_绝缘垫隔离；放电真空紫外光源轴心与各个电极的通孔轴心重合；差分接口极板8上的小孔与质谱仪的质量分析器相连，即电离源腔I内气体样品电离得到的离子通过差分接口极板8上的差分接口小孔直接引入到质谱12质量分析器中；
[0027]射频电压放电真空紫外光源中的放电介质管3为圆形玻璃管，放电介质圆管上端有三个分支管口，三个支管管口分别用于通入放电的氦气，真空气压监测以及抽取真空。真空紫外光的光束平行于电极轴线方向穿过各电极通孔的中心区域照射于差分接口极板上面。电离源腔I侧壁上的气体出口通过真空管路与一阀门14相连，阀门为真空蝶阀，真空蝶阀的另一端通过真空管路连接有无油真空膜片泵。
[0028]使用发射光子能量为10.6eV的射频电压紫外灯作为真空紫外光源，选取O2(12.07eV)作为试剂气体。射频电压放电真空紫外光源中的圆形石英玻璃放电介质管壁厚为1mm，放电介质圆管上端有三个分支管口，分别用于通入放电的氦气，真空气压监测以及抽取真空，下端是出光口 4，出光口 4材料采用0.8mm厚的氟化镁玻璃，放电得到的光从光窗透出。通氦气的放电气体毛细管15Φ25μπι、长度20cm，调节抽气泵连接的阀门，稳定真空腔5放电气压为0.8大气压。放电气体氦气通过毛细管进入到放电管中使用不锈钢金属电极作为放电电极，放电电极2置于放电介质管3外面。靠近透光玻璃的电极接射频高压，频率40kHz，电压4kV ;地电极与高压射频电极之间的距离为10mm。
[0029]将该电尚源与飞行时间质量分析器联用。选用两根内径为Φ50μηι、长度为10cm的石英毛细管分别作为试剂气体进样管9和样品气体进样管10，试剂气体进样管9和样品气体进样管10垂直于真空紫外光的光束，调节电离源腔I内的气压至50Pa，气体进样总量约为30mL/min。离子加速电场和离子引出电场的强度均设置为3V/cm,测试50ppm氯仿(CHCl3, IE=Il.37eV)样品气体，得到图2所示的质谱信号。可见，本发明的复合电离源能够获得较纯的高强度O2+试剂离子，使用O2+作为化学电离的试剂离子时能够对电离能高于真空紫外光子能量的物质分子很好的电离。
[0030]O2作为试剂气体时真空紫外光+化学电离模式下O2+试剂离子以及50ppm氯仿CHCl3的质谱图。图中左面的最高峰为O2+的试剂离子峰，谱中右边的峰为样品氯仿，从图中看出，氯仿的电离能为11.37eV，不能被单光子电离，但是通过本发明的化学电离复合离子源可以被有效的电离。
【主权项】
1.一种用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，由射频放电真空紫外光源、离子传输光学系统和离子源腔(I)组成，其特征在于:所述离子传输光学系统放置在离子源腔内，离子源腔上设置连接孔(16)，射频放电真空紫外光源的出光口(4)与离子源腔通过设置在离子源腔上的连接孔(16)固定连接； 射频放电真空紫外光源发出的真空紫外光通过设置在电离源腔体上的连接孔(16)进入电离源腔体内，离子传输光学系统由离子推斥电极(6)、离子聚焦电极(7)和差分接口极板(8)组成；沿真空紫外光出射方向依次设置有离子推斥电极(6)、离子聚焦电极(7)和差分接口极板(8)，三者同轴、平行设置，相互之间通过绝缘垫隔离；离子推斥电极(6)、离子聚焦电极(7)和差分接口极板(8)中心分别设置通孔，各个电极的通孔同轴放置，紫外光从三个通孔中依次穿过，光轴与各通孔轴线重合； 离子源腔(I)上设置试剂气体进样管(9)和样品气体进样管(10)，所述试剂气体进样管(9)穿过电离源腔(I)的外壁伸入在电离源腔(I)内部；所述样品气体进样管(10)穿过电离源腔(I)的外壁伸入在电离源腔(I)内部。
2.根据权利要求1所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述射频放电真空紫外光源包括真空腔(5)、放电电极(2)和两端开口的放电介质管(3),放电电极(2)为两个圆筒形电极,分为第一圆筒电极和第二圆筒电极,第一圆筒电极和第二圆筒电极套设于管状放电介质管(3)外，第一圆筒电极上施加高压射频电压，第二圆筒电极接地；放电介质管(3)的一端为出光口(4)，出光口(4)端面以透明材料进行密封，并通过设置在电离源腔体上的连接孔(16)进入电离源腔(I)内；放电介质管(3)另一端与真空腔(5)相连；所述真空腔(5)外壁上设置真空泵(11)和放电气体毛细管(15)，放电气体毛细管的一端穿过真空腔进入放电介质管(3)内部，另一端接放电气体瓶。
3.根据权利要求1所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述出光口(4)端面用氟化镁玻璃进行密封。
4.根据权利要求2所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述射频高压放电的第一圆筒电极与接地的第二圆筒电极之间的距离在5-15_之间。
5.根据权利要求2所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述真空泵(11)为干泵或膜片泵。
6.根据权利要求1-5中任意权利要求所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于: 离子推斥电极(6)和离子聚焦电极(7)之间为试剂离子区，离子聚焦电极(7)和差分接口极板(8)之间为样品离子区，离子推斥电极(6)和差分接口极板(8)间隔的距离为5-40mmo
7.根据权利要求6所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述离子推斥电极(6)，离子聚焦电极(7)和差分接口极板(8)按照电压从高到低的顺序，依次加载不同的静电电压，该区域内轴线方向形成大小为I?3V/cm的离子引出电场；距离离子推斥电极(6)最近的圆筒电极与离子推斥电极(7)之间的距离为2-4mm。
8.根据权利要求1所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:于真空腔(5)侧壁上设置有气体出口，气体出口与真空泵(11)通过阀门(14)连接，于真空腔(5)的另一面腔体上通过真空管路连接有真空规(13);所述阀门(14)为流量可调真空阀门、真空挡板阀、真空蝶阀或真空针阀中的一种。
9.根据权利要求1所述的用于质谱分析的射频放电真空紫外光复合电离源，其特征在于:所述试剂气体进样管(9)和样品气体进样管(10)内径分别为Φ50?530 μ m,长度分别为5?500cm，气体进样流速为0.1?50mL/min，电离源腔(I)内的真空度维持在0.l_200Pa之间。
【专利摘要】本发明所涉及的电离源是一种复合电离源，包含射频电压放电的真空紫外光单光子电离源，还包括利用光电效应中的光电子电离试剂气体得到的化学电离源。该电离源包括射频放电真空紫外光源、离子传输光学系统和离子源腔体；沿射频放电的真空紫外光源出射方向依次设置有离子推斥电极、离子聚焦电极和差分接口极板三个电极，这三个电极均为中心具有圆孔的圆形薄片电极，相互之使用绝缘垫间隔，同轴、平行设置；射频电压放电的真空紫外光束与各个圆片电极同轴光束沿轴线方向穿过各电极的中心孔，最后照射在差分接口极板表面。添加试剂气体后光电子引发化学电离，利用试剂离子实现电离能高于光子能量的样品分子的软电离，拓宽了可分析样品的范围，提高了仪器的检测灵敏度。
【IPC分类】H01J49-10
【公开号】CN104716008
【申请号】CN201310694556
【发明人】侯可勇, 陈平, 陈文东, 花磊, 李海洋
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月15日