CN101149326A - 真空紫外光电离气溶胶质谱仪 - Google Patents
真空紫外光电离气溶胶质谱仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101149326A CN101149326A CNA2006101132910A CN200610113291A CN101149326A CN 101149326 A CN101149326 A CN 101149326A CN A2006101132910 A CNA2006101132910 A CN A2006101132910A CN 200610113291 A CN200610113291 A CN 200610113291A CN 101149326 A CN101149326 A CN 101149326A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vacuum ultraviolet
- grain diameter
- gasoloid
- mass spectrometer
- diameter measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明申请一种可以对大气中有机气溶胶进行连续分析和检测的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，该气溶胶质谱仪采用微孔对自然环境下的气溶胶进行直接采样；经气动聚焦透镜组将气溶胶颗粒聚焦成颗粒束流；颗粒粒径的大小由粒径测量室中的转盘式粒径测量器测量；有机气溶胶颗粒由控温气化器气化；气化后的气体由真空紫外光电离；产生的离子由反射式质谱装置检测，即得到气溶胶的质谱。经过质谱分析后获得有机气溶胶的浓度，粒径分布和化学组成的信息。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种真空紫外光电离气溶胶质谱仪，这是一种可以直接对大气中有机气溶胶进行连续监测和分析的仪器。
背景技术
气溶胶是悬浮于空气中的固态或液态颗粒物，主要分为无机和有机气溶胶二大类。本仪器主要涉及有机气溶胶。有机颗粒物(气溶胶)占大气细气溶胶颗粒(PM2.5)总量的20-50％，是主要城市颗粒污染物之一，它们包括从自然界和人类活动中直接排放的一次有机颗粒物以及由大气中挥发性有机物经反应而生成的二次有机粒子。有机气溶胶颗粒的化学成分复杂，已发现的主要成分有：烷烃(alkanes)，植烷和甾烷(hopanes and steranes)，脂肪族和芳香族酸(alkanoic acids和aromatic acids)，多环芳烃(PAHs)，和烷醇(alkanols)等。根据相关的研究结果显示，有机气溶胶(如烟尘等)对人类的健康状况有负面的影响。
目前国内外尚没有专门用于有机气溶胶测量的商业化气溶胶质谱仪。国际市场上最主要的气溶胶质谱仪有两种，一种是美国TSI公司的气溶胶质谱仪，使用激光气化电离气溶胶颗粒后，由反射式质谱装置检测离子信号；另一家是美国Aerodyne公司的气溶胶质谱仪，使用高热金属丝气化气溶胶颗粒，然后用电子碰撞电离的方法电离气溶胶分子，后由四极杆质谱仪检测离子信号。由于这两种气溶胶质谱仪都会使有机分子在气化和电离过程中发生严重解离电离(即产生很多碎片离子)，因此它们都不能有效、实时地分析复杂有机气溶胶颗粒的化学成分。此外，中国科学院安徽光学精密机械研究所所申请的ZL 03220876.6号专利所述的仪器不能直接进样，也无法直接得到颗粒粒径和单气溶胶颗粒的化学组成信息。我们研制的这种气溶胶质谱仪，可以直接从一个大气压的环境下对气溶胶颗粒物进行采样，并有测量粒径的功能，而且采用真空紫外光对气化后气溶胶的有机成分进行软电离，电离产生的碎片离子少，它可以测量有机气溶胶的浓度，粒径分布以及化学组成，相对于其它的气溶胶质谱仪，我们发明的真空紫外光电离气溶胶质谱仪对有机气溶胶的成分分析更加准确。
发明内容
为了克服现有的气溶胶质谱仪在有机气溶胶测量上的不足，本发明揉合了多种气溶胶质谱研究中的先进技术，提供了一种新的气溶胶质谱仪。该气溶胶质谱仪采用了微孔进样和气动聚焦透镜颗粒聚焦技术，转盘式颗粒粒径测量技术，控温气化技术，真空紫外光电离技术和反射式离子测量技术。
本发明专利采用的技术方案是：1、微孔进样，气溶胶颗粒在大气环境下由微孔直接吸入仪器；2、被吸入仪器的气溶胶颗粒由气动聚焦透镜加速和聚焦形成一个直径约1毫米的颗粒束流；3、颗粒束流进入粒径测量室由转盘式粒径测量器结合随后的离子信号测量颗粒粒径；4、颗粒由控温气化器气化；5、气化后的气体由真空紫外光电离；6、生成离子由反射式质谱装置探测。
本发明的有益效果是，对空气中的气溶胶直接采样，使用了转盘式粒径测量器对气溶胶粒径进行测量，采用了控温加热器气化有机颗粒技术和真空紫外光电离的方法分析气溶胶的化学成分，避免了其它电离方法电离时产生的碎片离子，可以有效地对大气有机气溶胶进行分析和检测。
附图说明
图1为本发明结构的外观图，分为1、进样室，2、粒径测量室，3、电离室，4、反射式质谱装置四个部分。
图2为本发明的剖面构造图，主要部件有：5、进样口，6、气动聚焦透镜组，7、转盘式粒径测量器，8、转盘式粒径测量器转盘，9、控温气化器，10、反射式质谱加速电极，11、MCP探测器，12、离子反射镜，13、真空紫外光源，14、分子泵。
具体实施方式
真空紫外光电离气溶胶质谱仪的主体部分由进样室(1)，粒径测量室(2)，电离室(3)，和反射式质装置(4)四个部分构成。具体实施方式是：一、有机气溶胶由直径200微米的进样口(5)从大气中直接吸入；二、随后气溶胶颗粒进入与进样口(5)相连通的气动聚焦透镜组(6)，气动聚焦透镜组(6)由6～8个气动聚焦镜片组成，在气动聚焦透镜组(6)中气溶胶颗粒被加速和聚焦形成直径约1毫米的气溶胶颗粒流；三、气溶胶颗粒从进样室(1)与粒径测量室(2)之间的小孔进入粒径测量室(2)，在粒径测量室(2)中有一个转盘式粒径测量器(7)，颗粒流被粒径测量器的转盘(8)的狭缝切割成颗粒团，由于不同粒径的颗粒在气动聚焦透镜组(6)中获得的速度不同，粒径小的颗粒获得较快的速度，它们在飞向电离室(3)时就逐渐散开，因而通过测量颗粒通过转盘狭缝后到达电离室(3)的时间可以计算出颗粒的粒径；四、颗粒团飞行并穿过粒径测量室(2)和电离室(3)之间的小孔后进入电离室(3)，再飞行一段时间后气溶胶颗粒打到控温气化器(9)上后被气化，气化后气体随即被真空紫外光源(13)电离，形成的离子由反射式质谱装置(4)检测，即得到气溶胶的质谱，经过处理和分析后，就可以得到有机气溶胶颗粒的浓度，粒径分布和化学成分的信息。
Claims (7)
1.真空紫外光电离气溶胶质谱仪由有进样室、粒径测量室、电离室、和反射式质谱装置组成。其特征在于进样室，粒径测量室，电离室，和反射式质谱装置依次相连接，进样室与粒径测量室之间和粒径测量室与电离室之间有小孔相连接，电离室与反射式质谱装置相互垂直。在进样室中，安装有气溶胶气动聚焦透镜组，在粒径测量室中，安装有转盘式粒径测量器，电离室中装有可控温气化器和真空紫外光源。进样室，粒径测量室，电离室和反射式质谱装置上均连接有分子泵，分子泵连接有前级机械泵。
2.根据权利要求1所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：大气气溶胶不经处理，直接通过采样孔进入到进样室中。
3.根据权利要求1所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：进样室中通过气动聚焦透镜组对气溶胶颗粒进行聚焦。
4.根据权利要求1所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：粒径测量室中，安装有转盘式粒径测量器。
5.根据权利要求1所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：电离室中的电离源，所采用的是真空紫外光电离源。
6.根据权利要求1所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：离子由反射式质谱装置探测。
7.根据权利要求3所述的真空紫外光电离气溶胶质谱仪，其特征是：气动聚焦透镜组的镜片的孔径是可以改变的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2006101132910A CN101149326A (zh) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | 真空紫外光电离气溶胶质谱仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2006101132910A CN101149326A (zh) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | 真空紫外光电离气溶胶质谱仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101149326A true CN101149326A (zh) | 2008-03-26 |
Family
ID=39249957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2006101132910A Pending CN101149326A (zh) | 2006-09-21 | 2006-09-21 | 真空紫外光电离气溶胶质谱仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101149326A (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102117728A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种源内碰撞诱导解离的质谱vuv光电离源装置 |
| CN103426712A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 中国科学院生态环境研究中心 | 粒径选择气溶胶质谱仪 |
| CN103487494A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-01 | 西北核技术研究所 | 一种环境气溶胶直接取样富集进样装置及定量分析方法 |
| CN104769412A (zh) * | 2012-08-14 | 2015-07-08 | 托夫沃克股份公司 | 用于判定气溶胶颗粒尺寸的方法和设备 |
| CN104777258A (zh) * | 2014-01-12 | 2015-07-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 真空紫外光纵向电离挥发性有机物w型质谱仪 |
| CN104792854A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-22 | 广州禾信分析仪器有限公司 | 一种亚微米气溶胶化学组成的实时、在线快速质谱分析系统与方法 |
| TWI584344B (zh) * | 2015-08-12 | 2017-05-21 | 國立中山大學 | 可調式氣動聚焦構造 |
| CN107478711A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 二氯甲烷诱导低压质子化光电离气溶胶质谱仪 |
| CN107946165A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种测量纳米颗粒物化学组分的气溶胶质谱仪 |
| CN108630517A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 中国科学院大气物理研究所 | 大气颗粒物的等离子体电离方法和装置 |
| CN109580760A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-04-05 | 浙江工商大学 | 利用改性利普刀实时质谱检测三角帆蚌脂质的方法 |
| CN110226948A (zh) * | 2009-05-27 | 2019-09-13 | 英国质谱有限公司 | 用于鉴定生物组织的系统和方法 |
| CN112701028A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 淮南大气科学研究院 | 大气挥发性有机物及相关产物的质谱分析测定系统及方法 |
-
2006
- 2006-09-21 CN CNA2006101132910A patent/CN101149326A/zh active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110226948A (zh) * | 2009-05-27 | 2019-09-13 | 英国质谱有限公司 | 用于鉴定生物组织的系统和方法 |
| CN102117728B (zh) * | 2009-12-30 | 2013-01-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种源内碰撞诱导解离的质谱vuv光电离源装置 |
| CN102117728A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种源内碰撞诱导解离的质谱vuv光电离源装置 |
| CN103426712A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 中国科学院生态环境研究中心 | 粒径选择气溶胶质谱仪 |
| CN104769412A (zh) * | 2012-08-14 | 2015-07-08 | 托夫沃克股份公司 | 用于判定气溶胶颗粒尺寸的方法和设备 |
| CN104769412B (zh) * | 2012-08-14 | 2017-10-27 | 托夫沃克股份公司 | 用于判定气溶胶颗粒尺寸的方法和设备 |
| CN103487494A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-01 | 西北核技术研究所 | 一种环境气溶胶直接取样富集进样装置及定量分析方法 |
| CN103487494B (zh) * | 2013-09-11 | 2015-10-21 | 西北核技术研究所 | 一种环境气溶胶直接取样富集进样装置及定量分析方法 |
| CN104777258A (zh) * | 2014-01-12 | 2015-07-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 真空紫外光纵向电离挥发性有机物w型质谱仪 |
| CN104792854A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-22 | 广州禾信分析仪器有限公司 | 一种亚微米气溶胶化学组成的实时、在线快速质谱分析系统与方法 |
| TWI584344B (zh) * | 2015-08-12 | 2017-05-21 | 國立中山大學 | 可調式氣動聚焦構造 |
| CN107478711A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-15 | 中国科学院生态环境研究中心 | 二氯甲烷诱导低压质子化光电离气溶胶质谱仪 |
| CN107946165A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种测量纳米颗粒物化学组分的气溶胶质谱仪 |
| CN107946165B (zh) * | 2017-11-29 | 2019-09-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种测量纳米颗粒物化学组分的气溶胶质谱仪 |
| CN108630517A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 中国科学院大气物理研究所 | 大气颗粒物的等离子体电离方法和装置 |
| CN108630517B (zh) * | 2018-05-10 | 2024-01-23 | 中国科学院大气物理研究所 | 大气颗粒物的等离子体电离方法和装置 |
| CN109580760A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-04-05 | 浙江工商大学 | 利用改性利普刀实时质谱检测三角帆蚌脂质的方法 |
| CN112701028A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 淮南大气科学研究院 | 大气挥发性有机物及相关产物的质谱分析测定系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101149326A (zh) | 真空紫外光电离气溶胶质谱仪 | |
| CN107946165B (zh) | 一种测量纳米颗粒物化学组分的气溶胶质谱仪 | |
| CN102854240A (zh) | 真空紫外光电离有机气溶胶离子阱质谱仪 | |
| Pratt et al. | Mass spectrometry of atmospheric aerosols—Recent developments and applications. Part II: On‐line mass spectrometry techniques | |
| US6639671B1 (en) | Wide-range particle counter | |
| TW202028715A (zh) | 在生產儀器及表面上偵測奈米粒子 | |
| Trimborn et al. | Online analysis of atmospheric particles with a transportable laser mass spectrometer | |
| CN101750265B (zh) | 一种实时测量纳米粒子组成元素比值的飞行时间质谱仪 | |
| Sinha et al. | Particle analysis by mass spectrometry | |
| CN103426712A (zh) | 粒径选择气溶胶质谱仪 | |
| CN109632589B (zh) | 一种大气颗粒物检测装置和方法 | |
| CN104792854B (zh) | 一种亚微米气溶胶化学组成的实时、在线快速质谱分析系统与方法 | |
| Weiss et al. | On the performance of an on-line time-of-flight mass spectrometer for aerosols | |
| CN111220515A (zh) | 一种用于在线分析单颗粒中金属元素的装置及方法 | |
| CN114383984B (zh) | 一种捕获颗粒物并测量其相态、形貌和化学组分的系统 | |
| Wiederin et al. | Measurements of aerosol particle sizes from a direct injection nebulizer | |
| CN105300855A (zh) | 一种实时在线检测固体材料样品元素成分的方法 | |
| CN101290304A (zh) | 基质辅助激光解吸电离生物气溶胶质谱仪 | |
| CN116380872A (zh) | 一种激光诱导击穿光谱气溶胶单颗粒高灵敏检测装置 | |
| CN209878547U (zh) | 一种大气颗粒物检测装置 | |
| Benner et al. | Non-destructive characterization and alignment of aerodynamically focused particle beams using single particle charge detection | |
| Erdmann et al. | Instrument characterization and first application of the single particle analysis and sizing system (SPASS) for atmospheric aerosols | |
| JPH08240566A (ja) | レーザ支援による粒子分析 | |
| Sullivan et al. | Characterization of individual aerosol particles | |
| CN109427535A (zh) | 气溶胶质谱仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20080326 |