[發明專利]一種離子滲透氣體分子分離方法及裝置

有效

• 申請號: 201811229548.8
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109406689B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 趙振英;唐玉國;于涌
• 申請（專利權）人: 南京國科精準醫學科技有限公司;中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 韓飛

1.一種離子滲透氣體分子分離裝置，包括裝置本體（100），其特征在于：所述裝置本體（100）包括離子化電離源（20）、進樣導流罩（30）、電離室（40）、離子推斥電極（50）、離子滲透膜（60）、離子中和電極（70）；其中，

所述離子化電離源（20）用于將所述電離室（40）內的待檢測的樣品氣體按質子親和能高低順序脈沖式電離化依次先后在不同的時間段里形成若干組包含樣品氣體的氣態離子；

所述進樣導流罩（30）與所述電離室（40）內部連通，所述進樣導流罩（30）安裝于所述離子化電離源（20）與所述電離室（40）之間；待檢測的樣品氣體通過所述進樣導流罩（30）導入所述電離室（40）中；

所述電離室（40）用于提供所述待檢測的樣品氣體電離的電離反應腔（405）；

所述離子推斥電極（50）用于提供推動氣態離子穿過所述離子滲透膜（60）的離子推斥分離電場，所述離子推斥分離電場穿過電離反應腔（405）和離子滲透膜（60）；

所述離子滲透膜（60）用于供氣態離子在電場力的作用下穿透；

所述離子中和電極（70）用于中和穿透所述離子滲透膜（60）的氣態離子的電性；

所述離子化電離源（20）為紫外光離子化電離源，所述紫外光離子化電離源包括紫外PID燈（201）、螺旋管驅動線圈（202）、射頻驅動電源（203）；所述螺旋管驅動線圈（202）纏繞在所述紫外PID燈（201）燈身上；所述螺旋管驅動線圈（202）兩極連接所述射頻驅動電源（203）；所述紫外PID燈（201）的透光窗口（204）與所述進樣導流罩（30）連接；

所述進樣導流罩（30）包括絕緣罩體（301）、進氣管（302）；所述絕緣罩體（301）一端面上設有貫穿通道（303），所述貫穿通道（303）用于透過電離光；所述絕緣罩體（301）還開設有導氣槽（305），所述導氣槽（305）一端面與所述電離室（40）的端面形成第一攏氣口（306）；所述進氣管（302）與所述導氣槽（305）連通；樣品氣體從通過進氣管（302）進入導氣槽（305）并從第一攏氣口（306）溢出至所述電離室（40）；

所述電離室（40）包括絕緣殼體（401）、進樣平衡出氣管（402）、載樣洗脫進氣管（403）；所述絕緣殼體（401）內設有電離反應腔（405），所述進樣平衡出氣管（402）與所述電離反應腔（405）內部連通；所述離子滲透膜（60）密封安裝于所述電離反應腔（405）一側；載樣洗氣通過所述載樣洗脫進氣管（403）導入所述絕緣殼體（401），樣品氣體分子與載樣洗氣通過所述離子滲透膜（60）隔開；

所述離子推斥電極（50）包括導電板（501）、推斥電極引線（502）；所述推斥電極引線（502）連接加壓電源，所述導電板（501）電性連接所述導電板（501）；所述導電板（501）安裝于所述電離室（40）內部；離子滲透氣體分子分離裝置還包括由絕緣材料制成的高壓保護板（80）；所述高壓保護板（80）防止帶有高壓電的導電板（501）與外界接觸；

所述離子滲透膜（60）包括選擇性透過的有機膜（601）、膜支架（602）；所述有機膜（601）覆蓋所述膜支架（602）一端面；所述膜支架（602）安裝于所述電離室（40）內；

所述離子中和電極（70）包括電極板（701）、中和電極引線（702）、載樣洗脫出氣管（703）；電極板（701）的一側設有一空心的圓環壁（704），所述圓環壁（704）的一端面上設有若干個突起的微型臺柱（706）；所述微型臺柱（706）用于壓合固定所述膜支架（602），相鄰兩所述微型臺柱（706）之間的缺口形成氣流通道（707）；所述電極板（701）連接所述中和電極引線（702）；所述中和電極引線（702）連接用于中和帶電離子的電源；載樣洗氣從所述氣流通道（707）流向所述載樣洗脫出氣管（703）將所述電極板（701）上被中和還原得到的樣品氣體分子攜帶流出；

待檢測的樣品氣體進入所述電離室（40）脈沖式電離后，得到質子親和能高的樣品氣體分子轉變成的帶電離子，帶電離子在電場力作用下透過所述離子滲透膜（60）后到達所述離子中和電極（70），在所述離子中和電極（70）上獲得電荷被中和還原為中性分子并通過載樣洗氣攜帶送至檢測儀器。