[发明专利]一种真空紫外灯质谱电离源

说明书

本发明公开了一种真空紫外灯质谱电离源，包括有微通道板，利用微通道板对真空紫外灯产生的光子进行光电转换，极大的增强了光电子产率，并将产生的电子加速用于电离样品，实现高效电子轰击电离。通过改变微通道板位置，还可进行光电子电离和单光子电离的灵活切换。整套电离源体积小巧、结构紧凑，可以与不同质量分析器连接，在过程监控和环境污染的在线监测领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及质谱分析仪器技术领域，尤其涉及一种真空紫外灯质谱电离源。

背景技术

真空紫外灯质谱电离源具有体积小、功耗低、灵敏度高、寿命长、谱图简单等优点，适合于复杂样品分析及样品的在线监测、过程监控等领域。真空紫外光（VUV）能够使电离能（IE）低于其光子能量的有机物分子发生软电离，主要产生分子离子，几乎没有碎片离子，特别适合于快速的定性定量分析。目前真空紫外光源光子能量最高为11.8 eV，所以，电离能低于11.8 eV的有机物分子能够得到有效电离。但是，对于一些常见的有机和无机物质分子，如CH₄（IE=12.61eV）、SO₂（IE=12.35eV）、N₂O（IE=12.89eV）等，则无法电离。

2010年我国李海洋小组的吴庆浩博士发展了一种VUV单光子电离和光电子电离复合电离源（Int. J. Mass Spectrom. 2010 , 295 ,60-64.），利用光电效应，通过VUV灯照射金属表面产生电子，通过加速电子对样品进行电离，可实现类似电子轰击电离（EI）的效果，且对单光子电离和光电子电离两种模式进行切换，拓宽了真空紫外光电离的可电离范围。然而，利用金属表面光电效应产生的光电子产率较低，并且随着使用时间的增加金属表面逐渐氧化，光电子产率逐渐下降。

微通道板是一种特殊光学纤维器件，其每个通道内壁都涂有能发射次级电子的半导体材料，当给微通道板施加一定电压后，就会在通道中产生均匀电场。低能或高能粒子（光子、离子或电子）与通道内壁碰撞后产生次级电子，在电场的作用下次级电子被加速，碰到内壁上产生更多的新的次级电子。从而，对于一个入射粒子，微通道板的输出端会产生很多的电子，能极大地增加光电子产率。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空紫外灯质谱电离源，将微通道板应用于真空紫外灯电离源，利用微通道板对真空紫外灯产生的光子进行光电转换，以增加光电子产率，并将产生的电子加速用于电离样品，实现高效电子轰击电离。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种真空紫外灯质谱电离源，包括电离源腔体、真空紫外灯、微通道板、阳极电极、气体进样管、推斥电极、差分电极、传输腔体和传输电极，

所述真空紫外灯、微通道板和阳极电极设置于所述电离源腔体内部，所述微通道板和阳极电极沿所述真空紫外灯光线出射方向依次设置，所述真空紫外灯、微通道板和阳极电极同轴设置；

所述推斥电极和差分电极分别位于所述微通道板和阳极电极两者之间所成空间的上方和下方，所述电离源腔体的底面开设有开口，所述差分电极匹配设置于所述开口上；所述推斥电极和差分电极均为平板结构，所述推斥电极和差分电极平行设置；所述推斥电极中心设置有通孔，所述气体进样管一端穿过所述电离源腔体顶部，另一端穿过所述推斥电极的中心通孔；所述差分电极中心设置有圆形差分孔，所述差分孔与所述推斥电极的中心通孔同轴设置；

所述传输腔体位于所述电离源腔体下面、所述差分电极的下方，所述电离源腔体通过所述差分孔与所述传输腔体连通，所述传输腔体的底面设置有出口，所述出口位于所述差分孔的下方；所述离子传输电极由3片圆环电极上下堆叠组成，所述圆环电极之间通过绝缘层互相绝缘，所述圆环电极之间以及所述圆环电极和所述差分孔同轴设置。

作为本发明的改进，所述绝缘层为聚四氟乙烯片。