title: 飞行时间质谱仪在线检测多环芳烃（张晓翔等，2010） 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/飞行时间质谱仪在线检测多环芳烃_张晓翔.pdf file_size: 945 KB total_pages: 5 author: 张晓翔, 李晓东, 侯可勇, 李海洋, 严密, 严建华 processed_date: 2026-09-20 method: PDF文本提取(pdftotext) status: done
飞行时间质谱仪在线检测多环芳烃（张晓翔等，2010）
文献信息
- 期刊: 分析化学, 2010, 38(6): 859-863
- DOI: 10.3724/SP.J.1096.2010.00859
- 作者单位:
- 浙江大学热能工程研究所（能源洁净利用国家重点实验室）
- 中科院大连化学物理研究所
- 基金: 国家高技术研究发展计划（2007AA061302, 2007AA06Z336）
研究背景
二英（PCDD/Fs）是废弃物资源化利用过程中危害性最强的一类持久性有机污染物（POPs）。目前检测程序复杂、周期长、费用昂贵，是全面有效控制二英排放的最大制约因素。
在线关联检测方法：通过仪器在线检测二英的关联产物（如多环芳烃PAHs），利用关联关系实时推算二英浓度。该方法响应迅速、分析过程相对简单，日益受到重视。
实验方法
仪器配置
采用中科院大连化物所研制的 VUV-TOFMS（真空紫外光电离/微型正交加速型飞行时间质谱仪）：
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 电离光源 | 真空紫外灯（118 nm, 10.6 eV） |
| 电离区引出电压 | 10 V |
| 加速区高压 | 1100 V |
| 脉冲电压 | 200 V |
| 无场飞行区距离 | 300 mm |
| MCP高压 | 4400 V |
| 测量真空度 | 8.0×10⁻⁴ ~ 2.0×10⁻³ Pa |
| 扫描频率 | 10000次/s |
| 检测质量范围 | ≤ 600 amu |
| 分辨率 | ≥ 500 |
进样方法
由于多数PAHs在常温下为固态，采用步进注射器+溶解进样方式：
- 溶剂：正己烷
- 汽化温度：200℃
- 携带气体：氮气
- 采样时间：每组50秒
测试物质
选取二环至四环PAHs：芴、菲、蒽、萘、芘
实验结果
检测灵敏度
- 检测限：25 nmol/L（体积浓度 500 ppbv）
- 信号强度稳定，相对标准偏差约8%
线性关系验证
各PAHs在不同浓度下的信号强度（表1摘要）：
| 物质 | 25 nmol/L | 50 nmol/L | 100 nmol/L | 250 nmol/L | 500 nmol/L |
|---|---|---|---|---|---|
| 菲 | 160 | 405 | 873 | 2139 | 4342 |
| 芴 | 202 | 463 | 1025 | 2501 | 4667 |
| 蒽 | 98 | 258 | 504 | 1281 | 2322 |
| 萘 | 173 | 372 | 790 | 1988 | 4072 |
| 芘 | 72 | 208 | 413 | 1083 | 2493 |
所有物质在25~500 nmol/L范围内均呈现良好的线性关系。
浓度标定公式（最小二乘法拟合）
| 物质 | 线性方程 Y = a + bX | R² |
|---|---|---|
| 菲 | Y = -35.6 + 8.75X | 0.9998 |
| 芴 | Y = 34.8 + 9.39X | 0.9974 |
| 蒽 | Y = 28.8 + 4.67X | 0.9956 |
| 萘 | Y = -37.6 + 8.2X | 0.9999 |
| 芘 | Y = -81.5 + 5.1X | 0.9952 |
技术要点
- VUV软电离：118 nm真空紫外灯实现软电离，减少碎片离子，便于定性
- 正交加速：克服空间分散和初始能量分散引起的分辨率降低
- 关联检测原理：PAHs与二英生成总量和毒性当量存在关联关系，其中萘和芴关联效果较好
- 二次电离问题：VUV电离可能对某些PAHs产生二次电离，导致侧峰（相差1amu）
应用价值
本研究为烟气中二英关联产物（PAHs）的实时在线监测提供了参考方法，可应用于：
- 垃圾焚烧炉排放烟气监测
- 二英生成控制工艺优化
- 环境有机污染物在线检测
关联文件
- 飞行时间质谱仪国内研究状况及发展趋势-郭长娟 — TOF-MS研究综述
- 小型高分辨电子轰击离子源反射式飞行时间质谱仪的研制-何坚 — 同类型TOF-MS研制工作