[發明專利]氣態和顆粒態有機物電離系統及電離方法

在審

• 申請號: 202210469809.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114965665A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 賈龍;徐永福
• 申請（專利權）人: 中國科學院大氣物理研究所
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 羅碩

本發明涉及實驗儀器技術領域，尤其是涉及一種氣態和顆粒態有機物電離系統及電離方法，通過控制氣路使含有氣態物質及氣溶膠顆粒物的混合樣氣進入空管構件，經加熱并氣化混合樣氣，進入電離室電離，測得總樣氣Ct；再次控制氣路使混合樣氣進入有機氣體去除器，僅留下氣溶膠顆粒物，氣溶膠顆粒物被引入加熱構件，進行加熱并氣化，氣化的氣溶膠顆粒物被輸送至電離構件，進行電離，并測得氣溶膠顆粒物Cp，通過計算Ct與Cp的差值，即可測得氣態有機物Cg，氣態有機物和氣溶膠顆粒物可得到有效分離，緩解了現有技術中溶劑和無機鹽對樣氣的干擾、獲取完整有機物分子結構信息難和對氣態和顆粒態有機物進行測量難的技術問題。

技術領域

本發明涉及實驗儀器技術領域，尤其是涉及一種氣態和顆粒態有機物電離系統及電離方法。

背景技術

人類或自然排放的揮發性有機物(VOC)及其在大氣中氧化降解生成氣態和顆粒態有機物不僅作為重要污染物影響環境質量，還可以通過改變云霧的凝結核而影響全球氣候，而對于氣態和顆粒態有機物進行準確的在線測量是理解和治理顆粒物污染的基礎。質譜技術是目前測量氣態和顆粒態有機物的重要技術，而實現對氣體和顆粒物的在線電離是質譜測量的關鍵難點。

目前氣溶膠電離的兩種方式是離線法和在線法，離線法需要對氣溶膠樣品先富集和再溶解，溶劑中雜質會對氣溶膠樣品產生干擾，同時，大氣顆粒物的無機鹽會抑制有機物的電離效率。在線電離技術可以克服溶劑和無機鹽對樣品的干擾，用于氣溶膠樣品的在線電離源主要為：(1)高能電子轟擊源(EI)，EI屬于硬電離源，由于能量極高，其可將分子打碎，但是很難獲取分子的離子峰，對于氣溶膠這種典型的混合組分，EI源只能得到大量離子碎片的統計信息；(2)質子轉移化學電離源(PTR)，該電離源屬于軟電離，可以得到物質的分子離子，但是由于化學選擇性，該電離源無法獲取負離子信息，因此分析范圍受到限制。所以目前在線測量氣態和顆粒態有機物以及獲取完整的分子離子信息是亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種氣態和顆粒態有機物電離系統及電離方法，以緩解現有技術中溶劑和無機鹽對樣氣的干擾、獲取完整有機物分子結構信息難和對氣態和顆粒態有機物進行準確的在線測量難的技術問題。

為了緩解上述技術問題，本發明提供的技術方案在于：

第一方面，本發明提供的氣態和顆粒態有機物電離系統，包括：有機氣體去除器、空管構件、加熱構件和電離構件；

所述有機氣體去除器與所述空管構件并聯且均與含氣態有機物和氣溶膠顆粒物的氣源連通；所述有機氣體去除器具有吸附層，所述吸附層配置為能夠吸附混合樣氣中的氣態有機物；氣態有機物和氣溶膠顆粒物可選擇地與所述有機氣體去除器或所述空管構件連通；

所述加熱構件設置于所述有機氣體去除器與所述空管構件的下游，所述加熱構件配置為能夠加熱氣體有機物和/或氣溶膠顆粒物，以使氣溶膠顆粒物氣化；

所述電離構件設置于所述加熱構件下游，用于電離氣態介質至帶電離子狀態。

在可選的實施方式中，

所述有機氣體去除器包括管桶主體；

所述管桶主體的內壁具有空腔，所述吸附層填充于所述空腔內。

在可選的實施方式中，

所述有機氣體去除器還包括內桶；

所述內桶設置于所述管桶主體內，所述內桶的外壁與所述管桶主體的內壁之間形成所述空腔。

在可選的實施方式中，

所述氣態和顆粒態有機物電離系統還包括第一三通閥；

所述第一三通閥的入口與氣源連通，所述第一三通閥的兩個出口分別與所述有機氣體去除器和所述空管構件的入口端連通。

在可選的實施方式中，