電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作原理

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)工作原理是根據(jù)被測(cè)元素通過(guò)一定形式進(jìn)入高頻等離子體中，在高溫下電離成離子，產(chǎn)生的離子經(jīng)過(guò)離子光學(xué)透鏡聚焦后進(jìn)人四極桿質(zhì)譜分析器按照荷質(zhì)比分離，既可以按照荷質(zhì)比進(jìn)行半定量分析，也可以按照特定荷質(zhì)比的離子數(shù)目進(jìn)行定量分析。該類型質(zhì)譜儀主要由離子源、質(zhì)量分析器和檢測(cè)器三部分組成，還配有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、供電控制系統(tǒng)等。

常用的進(jìn)樣方式是利用同心型或直角型氣動(dòng)儀器產(chǎn)生氣溶膠，在載答氣載帶下噴入焰炬，樣品進(jìn)樣量大約為1ml/min，是靠蠕動(dòng)泵送入儀器的。

儀器將溶液樣品送入等離子體光源，在高溫下汽化,解離出離子化氣體,通過(guò)銅或鎳取樣錐收集的離子,在低真空約133.322帕壓力下形成分子束,再通過(guò)1～2毫米直徑的截取板進(jìn)入四極質(zhì)譜分析器，經(jīng)濾質(zhì)器質(zhì)量分離后，到達(dá)離子探測(cè)器，根據(jù)探測(cè)器的計(jì)數(shù)與濃度的比例關(guān)系,可測(cè)出元素的含量或同位素比值。

電感耦合等離子質(zhì)譜儀

ICP-MS儀器所使用的等離子體除了方位和線圈接地方式外，與發(fā)射光譜中使用的基本相同。所使用的質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又與四極桿GC-MS儀器相類似。質(zhì)量分析器多采用四極桿質(zhì)譜計(jì)，也有采用具有高分辨的雙聚焦扇形磁場(chǎng)質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)等。該技術(shù)的特點(diǎn)：靈敏度高；速度快，可在幾分鐘內(nèi)完成幾十個(gè)元素的定量測(cè)定；譜線簡(jiǎn)單，干擾相對(duì)于光譜技術(shù)要少；線性范圍可達(dá)7～9個(gè)數(shù)量級(jí)；樣品的制備和引入相對(duì)于其他質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)單；既可用于元素分析，還可進(jìn)行同位素組成的快速測(cè)定；測(cè)定精密度(RSD)可到0.1%。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域

新能源檢測(cè)領(lǐng)域ICP-MS分析印楝生物柴油和商業(yè)生物燃料中微量金屬元素。生物燃料中的微量重金屬會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)等造成一些機(jī)械問(wèn)題，因此有必要對(duì)這些燃料物種進(jìn)行準(zhǔn)確分析，這對(duì)未來(lái)生物燃料的應(yīng)用具有重要意義。在相同實(shí)驗(yàn)條件下分析40種元素，發(fā)現(xiàn)印楝生物柴油的純度更高。

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電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作原理分析

高頻振蕩器發(fā)生的高頻電流，經(jīng)過(guò)耦合系統(tǒng)連接在位于等離子體發(fā)生管上端，銅制內(nèi)部用水冷卻的管狀線圈上。石英制成的等離子體發(fā)生管內(nèi)有三個(gè)同軸氫氣流經(jīng)通道。冷卻氣(Ar)通過(guò)外部及中間的通道，環(huán)繞等離子體起穩(wěn)定等離子體炬及冷卻石英管壁，防止管壁受熱熔化的作用。工作氣體(Ar)則由中部的石英管道引入，開始工作時(shí)啟動(dòng)高壓放電裝置讓工作氣體發(fā)生電離，被電離的氣體經(jīng)過(guò)環(huán)繞石英管頂部的高頻感應(yīng)圈時(shí)，線圈產(chǎn)生的巨大熱能和交變磁場(chǎng)，使電離氣體的電子、離子和處于基態(tài)的nai原子發(fā)生反復(fù)猛烈的碰撞，各種粒子的高速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致氣體完全電離形成一個(gè)類似線圈狀的等離子體炬區(qū)面，此處溫度高達(dá)6000一10000攝氏度。樣品經(jīng)處理制成溶液后，由超霧化裝置變成全溶膠由底部導(dǎo)入管內(nèi)，經(jīng)軸心的石英管從噴咀噴入等離子體炬內(nèi)。樣品氣溶膠進(jìn)入等離子體焰時(shí)，絕大部分立即分解成激發(fā)態(tài)的原子、離子狀態(tài)。當(dāng)這些激，發(fā)態(tài)的粒子回收到穩(wěn)定的基態(tài)時(shí)要放出一定的能量(表現(xiàn)為一定波長(zhǎng)的光譜)，測(cè)定每種元素特有的譜線和強(qiáng)度，和標(biāo)準(zhǔn)溶液相比，就可以知道樣品中所含元素的種類和含量