近日，安光所張為俊研究團隊在真空紫外光電離飛行時間質(zhì)譜儀研制方面取得新進展，相關(guān)研究成果以“真空紫外光電離飛行時間質(zhì)譜儀用于在線研究氣相自由基反應(yīng)”為題在線發(fā)表于美國物理學會《科學儀器評論》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和燃燒等復(fù)雜反應(yīng)體系中反應(yīng)物、產(chǎn)物和化學活性反應(yīng)中間體（如自由基）的實時在線檢測。

該團隊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)計和研制了小型真空紫外光電離反射式飛行時間質(zhì)譜儀，并將之應(yīng)用于大氣自由基反應(yīng)動力學研究。通過設(shè)計具有籠式結(jié)構(gòu)的新型聚焦電場，實現(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（自由基靈敏度達到0.3ppb）。同時，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基金、國家重點研發(fā)計劃和中科院國際合作重點等項目的經(jīng)費支持。

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