近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院發(fā)布消息稱，安光所張為俊研究團(tuán)隊(duì)在真空紫外光電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀研制方面取得新進(jìn)展，真空紫外光電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以用于大氣自由基反應(yīng)的研究。目前，相關(guān)研究成果以“真空紫外光電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀用于在線研究氣相自由基反應(yīng)”為題在線發(fā)表于美國(guó)物理學(xué)會(huì)《科學(xué)儀器評(píng)論》期刊。
大氣自由基反應(yīng)，就是指大氣中有自由纂?yún)⑴c的各種化學(xué)反應(yīng)。大氣中常見(jiàn)的有氫氧自由基、烷氧基自比基等。這些大氣自由基很不穩(wěn)定，受光照、輻射或過(guò)氧化物等作用容易自行結(jié)合或與其他物質(zhì)反應(yīng)而生成穩(wěn)定的分子、新的自由纂或化合物。
自由基與環(huán)境污染有一定的關(guān)系，如降水酸化、臭氧層耗竭和光化學(xué)煙霧的形成過(guò)程都與白由基反應(yīng)有關(guān)。也正是因?yàn)樽杂苫诃h(huán)境污染形成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，所以對(duì)大氣自由基反應(yīng)進(jìn)行研究，對(duì)大氣污染控制也會(huì)產(chǎn)業(yè)積極影響。
據(jù)了解，絕大多數(shù)的分子和自由基來(lái)的電離能在10eV左右，位于光的真空紫外波段。真空紫外光電離質(zhì)譜技術(shù)通過(guò)分子吸收單個(gè)光子能量在其電離能附近“軟”電離，可避免碎片離子的產(chǎn)生，直接獲得母體離子的質(zhì)量信息，因此被廣泛應(yīng)用于大氣化學(xué)和燃燒等復(fù)雜反應(yīng)體系中反應(yīng)物、產(chǎn)物和化學(xué)活性反應(yīng)中間體(如自由基)的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)的研究員，以真空紫外放電燈作為電離源，自行設(shè)計(jì)和研制了小型真空紫外光電離反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。該儀器通過(guò)設(shè)計(jì)具有籠式結(jié)構(gòu)的新型聚焦電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了電離區(qū)內(nèi)離子的高效率收集，提高了質(zhì)譜儀的檢測(cè)靈敏度(自由基靈敏度達(dá)到0.3ppb)。同時(shí)，通過(guò)采用垂直引入式結(jié)構(gòu)和二級(jí)空間聚焦等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小型化質(zhì)譜儀高的質(zhì)譜分辨本領(lǐng)?，F(xiàn)在，這款小型真空紫外光電離反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀已經(jīng)在大氣自由基反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究得到了應(yīng)用。
質(zhì)譜儀是一種常見(jiàn)且重要的鑒定、分析設(shè)備，在環(huán)境污染、食品安全等領(lǐng)域中都有著很廣泛的應(yīng)用。小型真空紫外光電離反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的成功研制，不僅僅能為各個(gè)學(xué)科提供新的設(shè)備選擇，也進(jìn)一步發(fā)展了我國(guó)的質(zhì)譜技術(shù)。
資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
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