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质谱仪的工作原理:离子化器 质量分析 侦测器 质谱图

质谱仪 时间:2021-06-04 15:49:06| 浏览:

质谱仪的工作原理:离子化器 质量分析 侦测器 质谱图 >> 用来测量质谱的仪器称为质谱仪,可以分成三个部分:离子化器(离子化源)、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷离...

质谱仪的工作原理:离子化器 质量分析 侦测器 质谱图

质谱仪

质谱仪的工作原理:离子化器 质量分析 侦测器 质谱图

  用来测量质谱的仪器称为质谱仪,可以分成三个部分:离子化器(离子化源)、质量分析器与侦测器。其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离,生成不同荷质比的带正电荷离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场或磁场使不同荷质比的离子在空间上或时间上分离,或是通过过滤的方式,将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图,从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。

  质谱仪由工作原理的不同可区分如下:

  按电离方式区分

  电子碰撞质谱

  化学电离质谱

  光电离质谱

  阈值电离质谱

  按质量分析方式区分

  从质谱仪所用的质量分析器的不同,把质谱仪分为双聚焦质谱仪、四极柱质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪、傅立叶变换质谱仪等。

  静电磁扇区质谱

  四极质谱

  飞行时间质谱

  离子阱质谱

  傅里叶变换离子回旋共振质谱法

  将物质气化、电离成离子束,经电压加速和聚焦,然后通过磁场电场区,不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同,聚焦在不同的位置,从而获得不同同位素的质量谱。质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆孙确定,以后经 F.W.阿斯顿等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进,仍然利用电磁学原理,使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率,如果质谱仪恰能分辨质量m和m+Δm,分辨率定义为m/Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ~106 量级,可测量原子质量精确到小数点后7位数字。

  质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法,大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系,由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量,可确定矿石的地质年代。质谱方法还可用于有机化学分析,特别是微量杂质分析,测量分子的分子量,为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱,质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

  固体火花源质谱:对高纯材料进行杂质分析。可应用于半导体材料有色金属、建材部门;气体同位素质谱:对稳定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar测定,可应用于地质石油、医学、环保、农业等部门。


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