[發明專利]一種非放射性電離源及其應用

在審

• 申請號: 201310367585.6
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103413749A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 譚政
• 申請（專利權）人: 北京聲迅電子股份有限公司
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16;G01N27/64
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發明屬于產生電子流的器件的領域，具體涉及一種光電陰極及其應用。

背景技術

離子遷移譜技術，英文全稱為Ion?Mobility?Spectrometry，簡稱IMS。IMS技術于1970年首先被Cohen和Karasek作為物質分離技術提出，主要是通過氣態離子的遷移率來表征不同的化學物質。該技術目前在國內及國外得到了廣泛的應用，尤其在安檢領域，是一種效果比較好的爆炸物分析技術。離子遷移譜儀中最關鍵的技術之一就是離子源，離子源的作用是用來產生離子。

傳統的離子遷移譜常用的電離源為放射源，比如Ni⁶³，H³等。放射源放出的β射線與載氣通過一系列復雜的反應，形成反應離子（包括正、負檢測模式），反應離子與待測樣品分子反應得到產物離子。放射源由于簡單、穩定、無需外部供電等得到了廣泛的關注，但由于其放射性帶來的安全隱患及特殊的安全措施給它的實際應用帶來了一定的限制。因此近些年來人們在積極的尋求非放射性電離源。李海洋等（CN102479662A）介紹了一種用于高通量氣體樣品分析的真空紫外光電離源，鄭培超等（CN101339161A）發明了質譜和離子遷移譜裝置的多波長真空紫外光電離源。上述方法利用紫外光能量使氣體電離為離子，但是上述方法需要不同波長的紫外光將分子電離為正電荷，對TNT、RDX等需要負離子模式下檢測的爆炸物應用有一定的限制，而且制備工藝復雜，成本高，應用環境苛刻。李海洋等（CN101667518A）介紹了一種光電發射電離源，可以應用于離子遷移譜。利用了紫外光照射金屬產生的光電效應以及照射載氣產生的光化學反應。但是利用金屬柵網或金屬環受光面積小，產生的光電子濃度低，且在常溫常壓下物理化學性質不穩定。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提出了一種新型利用紫外光光電效應的非放射性電離源，制作簡單，操作方便，靈敏度高，性能穩定。

本發明的另一個目的是提出非放射性電離源的應用。

實現本發明目的技術方案為：

一種非放射性電離源，包括紫外光源、光電陰極、加熱控溫裝置、電離源腔體，

所述光電陰極包括基底及表面涂覆層，所述表面涂覆層的材料為Au或Pd。

其中，所述基底的材料為高紫外透過率材料，選自熔融石英（SiO₂），氟化鎂（MgF₂），氟化鈣（CaF₂），藍寶石玻璃（Al₂O₃）中的一種。

其中，所述紫外光源為氚燈、氙燈或汞燈。紫外光源為能夠產生紫外光的設備。

其中，所述基底層厚度為1.2-1.5mm。

其中，所述表面涂覆層的厚度為100nm-150nm；涂覆的方法為真空蒸鍍金屬薄膜法。

包含有本發明所述的非放射性電離源在離子遷移譜儀。

本發明所述的非放射性電離源在離子遷移譜中的應用。

所述應用是用紫外光（紫外光波長180-330nm）照射光電陰極產生光電子，空氣（普通空氣即可）中的氣體分子捕獲光電子形成反應離子，然后反應離子與待測樣品氣體分子反應得到產物離子，獲得離子遷移譜圖；所述待測樣品為爆炸物樣品。所述爆炸物樣品為梯恩梯(2，4，6-三硝基甲苯)、黑索今(RDX)/環三亞甲基三硝胺、太安(PETN，季戊四醇四硝酸酯)、奧克托今（HMX）、黑火藥、硝酸銨、硝化甘油（NG）等單質炸藥及含上述炸藥的混合炸藥。

樣品的檢測限為納克級。

本發明的有益效果在于：

發明了一種新型非放射性電離源，應用于離子遷移譜儀中，可以針對爆炸物進行檢測。本發明提出的裝置能夠避免使用放射性物質；僅產生低能量的光電子，能夠在負離子模式下很好的檢測，能夠針對爆炸物進行檢測。；穩定性高，能夠在大氣壓和高溫環境下工作；受光面積大，光電子濃度高且均勻；結構小巧，制作簡單，更有利于在離子遷移譜產業化中應用。

本發明提供的放射源沒有放射性（目前很多市場離子遷移譜都使用放射源做離化源）；光電陰極制備方法相對簡單，性能穩定，市場推廣性大，可以在空氣做載氣下使用，操作環境要求相對較低。

附圖說明

圖1為本發明光電陰極正面視圖，

圖2為本發明光電陰極側視圖；

圖3為本發明非放射性電離源結構簡圖；

圖4為檢測流程圖；

圖5為應用本發明電離源的離子遷移譜檢測TNT的遷移譜圖；

圖6為應用本發明電離源的離子遷移譜檢測NG的遷移譜圖。