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)被測元素通過一定形式進入高頻等離子體中，在高溫下電離成離子，產(chǎn)生的離子經(jīng)過離子光學(xué)透鏡聚焦后進人四極桿質(zhì)譜分析器按照荷質(zhì)比分離，既可以按照荷質(zhì)比進行半定量分析，也可以按照特定荷質(zhì)比的離子數(shù)目進行定量分析。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。

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

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1～2毫米直徑的截取板進入四極質(zhì)譜分析器，經(jīng)濾質(zhì)器質(zhì)量分離后，到達離子探測器，根據(jù)探測器的計數(shù)與濃度的比例關(guān)系,可測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，也有采用具有高分辨的雙聚焦扇形磁場質(zhì)譜計、飛行時間質(zhì)譜計等。該技術(shù)的特點：靈敏度高；速度快，可在幾分鐘內(nèi)完成幾十個元素的定量測定；譜線簡單，干擾相對于光譜技術(shù)要少；線性范圍可達7～9個數(shù)量級；樣品的制備和引入相對于其他質(zhì)譜技術(shù)簡單；既可用于元素分析，還可進行同位素組成的快速測定；測定精密度(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對發(fā)動機等造成一些機械問題，因此有必要對這些燃料物種進行準(zhǔn)確分析，這對未來生物燃料的應(yīng)用具有重要意義。在相同實驗條件下分析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)有三個同軸氫氣流經(jīng)通道。冷卻氣(Ar)通過外部及中間的通道，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，開始工作時啟動高壓放電裝置讓工作氣體發(fā)生電離，被電離的氣體經(jīng)過環(huán)繞石英管頂部的高頻感應(yīng)圈時，線圈產(chǎn)生的巨大熱能和交變磁場，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，各種粒子的高速運動，導(dǎo)致氣體完全電離形成一個類似線圈狀的等離子體炬區(qū)面，此處溫度高達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)。樣品氣溶膠進入等離子體焰時，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)時要放出一定的能量(表現(xiàn)為一定波長的光譜)，測定每種元素特有的譜線和強度，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