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)表于美國物理學(xué)會《科學(xué)儀器評論》期刊（Rev. Sci. Instrum. 91, 043201, 2020）。

對于絕大多數(shù)的分子和自由基來說，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。

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)動力學(xué)研究。通過設(shè)計(jì)具有籠式結(jié)構(gòu)的新型聚焦電場，實(shí)現(xiàn)了電離區(qū)內(nèi)離子的高效率收集，提高了質(zhì)譜儀的檢測靈敏度（自由基靈敏度達(dá)到0.3ppb）。同時(shí)，通過采用垂直引入式結(jié)構(gòu)和二級空間聚焦等關(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家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中科院國際合作重點(diǎn)等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。

文章鏈接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5135387

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)籠式聚焦電場和(b)平行電場中離子的飛行軌跡模擬圖