[發明專利]一種光電離和化學電離組合離子源

有效

• 申請號: 201711204824.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109841491B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 花磊;侯可勇;蔣吉春;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;H01J49/14;H01J49/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種光電離和化學電離組合離子源，包括一密閉腔室，密閉腔室中部設有柵網電極(4)，柵網電極(4)將密閉腔室分隔成左右二個獨立腔室，分別為光電離區腔體(11)和化學電離區腔體(12)，其特征在于：

于光電離區腔體(11)內部遠離化學電離區腔體(12)一側設置有離子推斥電極(1)，離子推斥電極(1)的中部開設有通孔，離子推斥電極(1)與柵網電極(4)相互間隔、相對、平行設置；

于光電離區腔體(11)的側壁面上設有紫外光源(5)，紫外光源(5)發出的紫外光(13)穿過光電離區腔體(11)的側壁面沿平行于柵網電極(4)的表面射入離子推斥電極(1)和柵網電極(4)之間相互間隔的區域，沿紫外光(13)的出射方向依次設置有燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)，燈頭聚焦電極(2)的中部開設有通孔，用于透過紫外光(13)；

燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)相互間隔、同軸、相對設置，燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)的軸線方向與柵網電極(4)的表面相互平行；燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)相對應的表面均為軸對稱的內凹面，內凹面為球缺面或圓錐面；

于化學電離區腔體(12)的內部設置有離子漏斗反應區電極(6)，于遠離光電離區腔體(11)的化學電離區腔體(12)的側壁上設置有離子引出電極(7)，柵網電極(4)、離子漏斗反應區電極(6)和離子引出電極(7)依次相互間隔、同軸、平行設置；

離子漏斗反應區電極(6)由2塊或3塊以上相互間隔、同軸、平行設置的金屬環形平板電極組成，且沿柵網電極(4)至離子引出電極(7)的軸線方向上，環形離子漏斗反應區電極(6)上圓形通孔的內徑逐漸縮小，形成漏斗狀；

一光電離區進樣管(8)依次穿過光電離區腔體(11)的外壁和離子推斥電極(1)的中部通孔伸入在光電離區腔體(11)內部，光電離區進樣管(8)的氣體出口端設置于燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)之間相互間隔的區域，光電離區進樣管(8)的氣體入口端與外部的樣品氣體氣源或試劑氣體氣源相連；

一化學電離區進樣管(9)穿過化學電離區腔體(12)的外壁伸入在化學電離區腔體(12)內部，化學電離區進樣管(9)的氣體出口端設置于柵網電極(4)和離子漏斗反應區電極(6)之間相互間隔的區域，其氣體出口端面向離子漏斗反應區電極(6)中心通孔區域設置，化學電離區進樣管(9)的氣體入口端與外部的樣品氣源相連。

2.根據權利要求1所述的光電離和化學電離組合離子源，其特征在于：

離子推斥電極(1)朝向柵網電極(4)的側面為平面、內凹的球缺面或內凹的圓錐面形成平面或凹面反射面。

3.根據權利要求1所述的光電離和化學電離組合離子源，其特征在于：

于化學電離區腔體(12)側壁上設置有氣體出口，氣體出口通過真空管路與一真空泵(10)相連，通過真空泵(10)維持光電離區腔體(11)和化學電離區腔體(12)的真空度在10^-2～10²mbar。

4.根據權利要求1所述的光電離和化學電離組合離子源，其特征在于：

于燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)的球缺面或圓錐面上分別鍍有反射層形成凹面反射鏡，使紫外光源(5)發出的紫外光(13)可在燈頭聚焦電極(2)和反射聚焦電極(3)之間相互間隔的區域多次反射，提高光電離效率。

5.根據權利要求1所述的光電離和化學電離組合離子源，其特征在于：

于離子推斥電極(1)和柵網電極(4)上按照電壓從高到低的順序，依次加載不同的電壓，在離子推斥電極(1)和柵網電極(4)軸線方向上形成大小為1～1000V/cm的離子推斥電場。

6.根據權利要求1所述的光電離和化學電離組合離子源，其特征在于：

于離子漏斗反應區電極(6)的各金屬環形電極上分別施加不同的直流電壓和射頻電壓，使離子在離子漏斗反應區電極(6)中心通孔區域的向中心軸線匯聚，并傳輸至離子引出電極(7)，提高化學電離效率及離子傳輸效率。