新型常压热解离化学电离装置的研制及应用

为了克服常压热解离化学电离装置(TDCI)热源控制不稳定、背景干扰较大、实验重现性相对较差等问题。文章在前期研究的基础上,分别对仪器各组成部件进行优化和改进,研制出能够根据待测物的热稳定性、极性、挥发性、熔点等性质,能够对仪器的温度、加热时间、加速电压等仪器参数连续、精确可调的新型常压热解电离源实验装置,并进行了优化和表征。与原研制的TDCI实验装置相比,新型TDCI电离装置的高压调节和温度控制的连续性和精确度以及热源的稳定性得到了极大的提高。高压调节的最小刻度从原来的1 V减小到0.1 V,温度控制系统的调控精确由原来的±5℃减小到±1℃。采用新型TDCI-MS技术,在常压和无需样品预处理的条件下,实现了实际样品可乐中痕量兴奋剂可卡因和牛奶中弱极性物质三聚氰胺的快速检测,单个样品检测时间都小于30 s,检出限低,可卡因和三聚氰胺的最低检出限分别为1.12×10^-12 g/mL和2.62×10^-11 g/mL,重现性好,相对标准偏差(RSD)为4.61%~9.80%,优于原TDCI电离装置的检测结果,完全满足实际样品的检测需要。由于其具有独立稳定的加热装置,与表面解吸常压电离源相比,本仪器装置更适于难挥发性化合物的快速分析。     

Oscillatory propagation of an ionization-shock front

Based on numerical simulations, we show that the oscillatory propagation of a plane-parallel ionization-shock front is possible for a typical dependence of the interstellar-medium cooling function on density and temperature. In this case, the oscillation amplitude of the shock position in the presence of an ionization front can be several times larger than its value for a single shock wave. The variations in neutral and ionized gas velocities attributable to oscillations are comparable in order of magnitude and agree with the random velocities observed in H II regions.     

热电离同位素质谱计负离子检测关键技术的研究

用热电离质谱仪检测负离子，因技术上的原因，一直是国际质谱界关注的热点问题之一。近几年来，在此领域的探索取得突破，发展迅速。新型号的质谱上已大量使用这一技术。国内也填补了这一领域的空白，并将这一技术成功运用于老质谱仪的升级改造。本文重点阐述了作者本人在探索过程中遇到的疑难问题及解决问题的有效方法。     

雷暴云准静电场对夜间电离层D区的影响

模型，计算了雷暴云电荷突然对地放电后QE场大小 在0～90km高度上的分布. 对200C的正电荷对地放电后的计算表明，在放电1ms后，在65～78km的区域内，QE场大于大气的雪崩电场，而0.5s后，该电场迅速衰减到很低的水平. 在电 离层高度上，由于电子的热化时标和电离时标极短，在QE场的作用下，夜间局部低电离层会 有比较大的响应. 对Boltzmann方程数值求解的结果表明，在某些高度上，电子分布函数有 明显的高能尾巴；在63～83km的高度上，电子平均能量为3eV＜ε＜6eV；计算的电子数 密度 的峰值扰动表明，在65～78km的高度上，电子的数密度增加，最大的电离峰值约在74km处， 大约增加了3个数量级，比电磁脉冲（EMP）的电离效果大得多.     

钙原子二步三光子与三步三光子共振电离研究

激光共振电离光谱技术是痕量分析中的重要手段之一。本文以速率方程理论为基础 ,对钙原子的激光共振电离过程进行分析 ,通过编程对该原子的二步单色三光子和三步三色三光子非饱和激发电离过程进行模拟 ,得到了相应的电离效率与激光的能量、作用时间之间的关系曲线 ,并对这 2种电离方案进行了比较。     

贵州正安县奥陶系—志留系界线碳质泥岩Re-Os同位素精确厘定及其古环境反演

我国上扬子地台地区在奥陶系—志留系之交广泛发育蕴含丰富页岩气资源的五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩。采用Re-Os同位素体系对该套沉积地层进行研究,不仅能得到精确的地层沉积年龄,同时根据Re、Os元素的富集机制,对该时期沉积环境进行有效反演,可以为这一阶段发生的地球历史上第二大规模的生物绝灭事件的触发机制提供更合理的解释。本文在贵州正安县班竹1井岩心采集11件碳质泥岩样品,岩心样品连续且完整跨越奥陶系五峰组—志留系龙马溪组界线地层,通过对该样品开展高精度Re-Os同位素研究,获得了奥陶系—志留系地层界线Re-Os同位素年龄为443.68±6.24Ma[2σ,n=7,(~(187)Os/~(188)Os)_i=0.699±0.019,MSWD=0.55],其结果与国际地层委员会发布的年龄(443.7±1.5Ma)高度一致,为奥陶系—志留系界线年龄提供了直接、准确的年龄依据。Os同位素特征反映了大量陆源碎屑参与成岩过程、多期火山活动的发生及冰期向间冰期的转换。连续沉积地层Re-Os同位素特征的变化反映了研究区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组沉积环境经历富氧—缺氧—富氧的变化,指示赫南特期冰川事件和火山喷发共同造成了生物大绝灭并促进了有机质的富集,为五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩提供了生烃潜力。     

炭质泥岩Re-Os和碎屑锆石U-Pb同位素定年对广东大宝山铜矿床成矿时代的约束

Re-Os同位素作为一种强有力的技术工具,在黑色页岩沉积时代的精确定年中得到了广泛应用.随着高精度负离子热电离质谱(N-TIMS)测试技术的发展,炭质泥岩Re-Os同位素年龄测试越来越多地被应用于厘定沉积时代.广东省大宝山铜矿成岩成矿时代争议一直是制约成因机制研究的关键因素.本文通过Carius管中逆王水溶解炭质泥岩粉...     

利用飞行时间质谱初步分析苯酚水相光化学反应的产物分布特征

近年的实验室模拟和野外观测研究表明,酚类化合物的水相反应(aqueous-phase reaction)对环境二次有机气溶胶(secondary organic aerosol,SOA)的形成具有重要的贡献,因此探讨酚类化合物光化学过程中的演化特征有助于深化二次气溶胶形成的科学认识。本文以苯酚为研究对象,利用大气压喷雾电离(ESI)-飞行时间质谱(TOF-MS),对其在水相光化学反应下的产物分布特征进行了初步探讨。水相光照实验通过直接光解(无添加氧化剂)和光氧化反应(添加H_2O_2)两种情况进行。结果表明,两种方式进行的水相光化学反应均可能生成一系列的低聚物、羟基化化合物以及其他多官能团含氧产物。在m/z 150～400的区间内,添加H_2O_2的光氧化反应产物的分子式种类(150种)明显多于直接光解的形成产物(60种),但直接光解形成的高分子量产物(如低聚物等)离子丰度明显高于光氧化反应,直接光解的产物中可观察到四聚体化合物的生成;同时,水相光反应的产物在紫外-可见光波段内具有明显的光吸收增强特征。由此推断在大气中,以苯酚为代表的酚类化合物进入大气水相环境(云、雾水和气溶胶液态水)中发生的光化学过程对大气吸光性有机物或气溶胶的形成具有贡献作用。     

负热电离同位素稀释质谱法分析锝97稀释剂

用负热电离质谱法对自行研制生产的97Tc稀释剂同位素组成进行分析测定,并采用同位素稀释质谱法对其浓度进行标定,选用等概率模型对同位素比值测定结果进行校正,组成分析扩展不确定度为1.3%(K=2),浓度标定扩展不确定度为2.07%(K=2)。     

直接熔融热电离质谱法测定硼硅玻璃中硼同位素比值

硼硅玻璃是目前压水堆应用最多的可燃毒物材料,产品中硼同位素组成的准确测定对燃耗预估及产品质量判定具有重要意义。文章基于直接熔融热电离质谱法,首先探讨了硅元素对硼酸中硼同位素测量结果的影响,结果表明:Si/B质量比小于9时,硅对NIST 951a硼酸标准物质测量结果无显著干扰,采用直接熔融热电离质谱法测定核电用硼硅玻璃中硼同位素比值具有可行性;随后,详细分析了Na/B摩尔比、甘露醇和石墨加入量3个参数对测试结果的影响,得到的最佳参数为Na/B摩尔比9、加入甘露醇及3μL石墨发射剂;最后,采用优化测试参数,对实际硼硅玻璃样品进行了测试,并以NIST 951a硼酸标准物质为外标对测量结果进行分馏校正,结果发现分馏校正后样品的不确定度来源主要是标准物质。研究成果可满足硼硅玻璃的燃耗预估及产品质量的快速判定需要。