近日，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，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(Rev. Sci. Instrum. 91, 043201, 2020)。
 

圖1 小型真空紫外光電離反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的離子軌跡及結(jié)構(gòu)圖
 

圖2. (a)籠式聚焦電場(chǎng)和(b)平行電場(chǎng)中離子的飛行軌跡模擬圖
 

　　對(duì)于絕大多數(shù)的分子和自由基來(lái)說(shuō)，它們的電離能在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，特別適用于大氣化學(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)。
 

　　該團(tuán)隊(duì)唐小鋒副研究員和溫作贏博士等人，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，并將之應(yīng)用于大氣自由基反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。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)(M/△M = 2000, FWHM)。
 

　　本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中科院國(guó)際合作重點(diǎn)等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。