[发明专利]一种离子渗透气体分子分离方法及装置

权利要求书

1.一种离子渗透气体分子分离装置，包括装置本体（100），其特征在于：所述装置本体（100）包括离子化电离源（20）、进样导流罩（30）、电离室（40）、离子推斥电极（50）、离子渗透膜（60）、离子中和电极（70）；其中，

所述离子化电离源（20）用于将所述电离室（40）内的待检测的样品气体按质子亲和能高低顺序脉冲式电离化依次先后在不同的时间段里形成若干组包含样品气体的气态离子；

所述进样导流罩（30）与所述电离室（40）内部连通，所述进样导流罩（30）安装于所述离子化电离源（20）与所述电离室（40）之间；待检测的样品气体通过所述进样导流罩（30）导入所述电离室（40）中；

所述电离室（40）用于提供所述待检测的样品气体电离的电离反应腔（405）；

所述离子推斥电极（50）用于提供推动气态离子穿过所述离子渗透膜（60）的离子推斥分离电场，所述离子推斥分离电场穿过电离反应腔（405）和离子渗透膜（60）；

所述离子渗透膜（60）用于供气态离子在电场力的作用下穿透；

所述离子中和电极（70）用于中和穿透所述离子渗透膜（60）的气态离子的电性；

所述离子化电离源（20）为紫外光离子化电离源，所述紫外光离子化电离源包括紫外PID灯（201）、螺旋管驱动线圈（202）、射频驱动电源（203）；所述螺旋管驱动线圈（202）缠绕在所述紫外PID灯（201）灯身上；所述螺旋管驱动线圈（202）两极连接所述射频驱动电源（203）；所述紫外PID灯（201）的透光窗口（204）与所述进样导流罩（30）连接；

所述进样导流罩（30）包括绝缘罩体（301）、进气管（302）；所述绝缘罩体（301）一端面上设有贯穿通道（303），所述贯穿通道（303）用于透过电离光；所述绝缘罩体（301）还开设有导气槽（305），所述导气槽（305）一端面与所述电离室（40）的端面形成第一拢气口（306）；所述进气管（302）与所述导气槽（305）连通；样品气体从通过进气管（302）进入导气槽（305）并从第一拢气口（306）溢出至所述电离室（40）；

所述电离室（40）包括绝缘壳体（401）、进样平衡出气管（402）、载样洗脱进气管（403）；所述绝缘壳体（401）内设有电离反应腔（405），所述进样平衡出气管（402）与所述电离反应腔（405）内部连通；所述离子渗透膜（60）密封安装于所述电离反应腔（405）一侧；载样洗气通过所述载样洗脱进气管（403）导入所述绝缘壳体（401），样品气体分子与载样洗气通过所述离子渗透膜（60）隔开；

所述离子推斥电极（50）包括导电板（501）、推斥电极引线（502）；所述推斥电极引线（502）连接加压电源，所述导电板（501）电性连接所述导电板（501）；所述导电板（501）安装于所述电离室（40）内部；离子渗透气体分子分离装置还包括由绝缘材料制成的高压保护板（80）；所述高压保护板（80）防止带有高压电的导电板（501）与外界接触；

所述离子渗透膜（60）包括选择性透过的有机膜（601）、膜支架（602）；所述有机膜（601）覆盖所述膜支架（602）一端面；所述膜支架（602）安装于所述电离室（40）内；

所述离子中和电极（70）包括电极板（701）、中和电极引线（702）、载样洗脱出气管（703）；电极板（701）的一侧设有一空心的圆环壁（704），所述圆环壁（704）的一端面上设有若干个突起的微型台柱（706）；所述微型台柱（706）用于压合固定所述膜支架（602），相邻两所述微型台柱（706）之间的缺口形成气流通道（707）；所述电极板（701）连接所述中和电极引线（702）；所述中和电极引线（702）连接用于中和带电离子的电源；载样洗气从所述气流通道（707）流向所述载样洗脱出气管（703）将所述电极板（701）上被中和还原得到的样品气体分子携带流出；

待检测的样品气体进入所述电离室（40）脉冲式电离后，得到质子亲和能高的样品气体分子转变成的带电离子，带电离子在电场力作用下透过所述离子渗透膜（60）后到达所述离子中和电极（70），在所述离子中和电极（70）上获得电荷被中和还原为中性分子并通过载样洗气携带送至检测仪器。