title: 真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制 source: “真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制_谭国斌.pdf” author: “谭国斌, 高伟, 黄正旭, 洪义, 傅忠, 董俊国, 程平, 周振” size: “1.44 MB” pages: 6 category: work original_path: “/工作相关/Personnal/2017工作/质谱仪软件架构资料调研/质谱仪应用/真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制_谭国斌.pdf” processed_date: “2026-09-20” method: “pdftotext提取（PDF损坏，原始格式无法解析）” status: done
真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制
论文信息
- 作者：谭国斌¹, 高伟¹, 黄正旭¹, 洪义¹, 傅忠¹’², 董俊国¹, 程平¹, 周振＊¹
- 单位：
- ¹ 上海大学环境与化学工程学院，上海 200444
- ² 广州禾信分析仪器有限公司，广州 510530
- 期刊：分析化学，2011年10月，第39卷第10期，1470～1475
- DOI：10.3724/SP.J.1096.2011.01470
摘要
研制了真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪（VUV-SPI-TOFMS），包括真空系统、毛细管进样系统、真空紫外灯电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统等。
关键性能指标：
- 质量分辨率优于 800（FWHM）
- 质量精度优于 1.0×10⁻⁴
- 能检测香烟主流烟气中60多种化合物
- 定性检出限：丙酮 0.33×10⁻⁶，环己烷 0.27×10⁻⁶，乙酸乙酯 0.42×10⁻⁶，甲苯 0.11×10⁻⁶
研究背景
VOCs检测挑战
挥发性有机化合物（VOCs）在大气环境中臭氧及气溶胶形成过程中起作用。来源包括人为活动及工业排放，有300多种VOCs对大气、环境和人类健康造成严重影响。
现有方法局限
常用检测方法为预富集、热脱附气相色谱质谱法，但样品前处理过程复杂、耗时长，不能满足快速、直接、在线检测要求。
VUV-SPI优势
- 软电离：电离能低于紫外单光子能量（10.6eV）的VOCs可被电离
- 无碎片：与电子轰击源（70eV）相比，基本无碎片产生
- 适合定性：分子离子峰强，适合样品定性分析
- 在线检测：可实现实时、在线检测
仪器构造
主要组成部分
- 真空系统
- 毛细管进样系统
- 真空紫外灯电离源
- 垂直加速反射式飞行时间质量分析器
- 数据采集系统
VUV-SPI原理
真空紫外单光子电离（VUV-SPI）是一种阈值软电离技术：
- 光子能量固定（10.6eV）
- 只有电离能低于此能量的分子才能被电离
- 单光子过程，能量沉积低，碎片少
性能测试
测试方法
利用模拟固定释放源装置对仪器性能进行测试。装置包括：
- 载气（N₂）
- 标准气体
- 减压阀
- 气体质量控制流量计
- 气体混合器
检测结果
能检测出香烟主流烟气中60多种化合物，各类化合物检测能力：
| 化合物类型 | 检测情况 |
|---|---|
| 羰基化合物 | 强分子离子峰响应 |
| 环烷烃化合物 | 强分子离子峰响应 |
| 脂类化合物 | 强分子离子峰响应 |
| 苯系物 | 强分子离子峰响应 |
应用前景
环境监测
- 大气VOCs实时在线监测
- 工业排放监测
- 室内空气质量监测
扩展应用
若与以下装置联用，灵敏度可进一步提高：
- 膜富集装置
- 加热进样装置
- 吹扫捕集系统
灵敏度可达 1×10⁻¹⁰ 级
适用介质
- 气相VOCs
- 固相VOCs（需热脱附）
- 液相VOCs（需吹扫捕集）
技术要点
VUV光源选择
- 真空紫外灯发射光子能量10.6eV
- 可电离电离能<10.6eV的有机物
TOF分析器配置
- 垂直加速反射式构型
- 提高质量分辨率
- 适合快速扫描
进样方式
- 毛细管直接进样
- 无需复杂前处理
- 适合在线监测
与现有技术对比
| 方法 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| GC-MS（预富集） | 分辨率高 | 前处理复杂、耗时长 |
| EI-MS | 碎片丰富 | 分子离子峰弱，定性困难 |
| VUV-SPI-TOFMS | 软电离、分子离子强、快速在线 | 分辨率相对较低 |
参考文献要点
- [1-2] VOCs与臭氧、气溶胶形成的关系
- [3-5] 预富集-热脱附GC-MS方法
- [6-9] 光电离技术发展
- [10-12] 电喷雾电离技术
- [13-16] 紫外光电离在线监测应用
- [17] 模拟固定释放源装置
可行动点
- VUV-SPI-TOFMS适合VOCs快速定性分析，分子离子峰强
- 与膜富集、吹扫捕集联用可显著提高灵敏度
- 适合环境监测、工业排放监测等实时在线应用
- 香烟烟气分析验证了其对各类VOCs的良好响应