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质谱分析法在催化研究中的应用 专业：物理化学 姓名：xiaowenzi 2011年11月 内容简介 质谱分析法-MS 质谱仪 质谱分析在催化研究中的应用 结语 1.质谱分析法-MS 质谱分析法（MS）是将待测样品在离子源中转化成气态离子，然后利用离子在电磁场中运动的性质，将离子按质荷比(m/z)分开，记录并分析离子按质荷比大小排列的质谱图，通过质谱图进行定性和定量分析。 质谱分析的基本原理 质谱分析法主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。 质谱分析中都必须有电离装置把样品电离为离子，有质量分析装置把不同质荷比的离子分开,经检测器检测之后可以得到样品的质谱图，由于有机样品,无机样品和同位素样品等具有不同形态、性质和不同的分析要求,所以，所用的电离装置、质量分析装置和检测装置有所不同。 基本原理： 分子在气态被电离 离子在高压电场中加速 在磁场中偏转 到达收集器，产生信号 强度与到达的离子数目成正比 质谱分析分类： 质谱分析法的发展，已经在很多科学研究以及生产领域得到广发应用，并促进了科学研究及生活生产力的发展。按研究对象划分，质谱分析法大致可分为有机质谱分析、无机质谱分析以及同位素质谱分析。 有机质谱： 质谱的解释: 一张化合物的质谱包含着有关化合物的很丰富的信息。在很多情况下，仅依靠质谱就可以确定化合物的分子量、分子式和分子结构。 质谱分析的样品用量极微，因此，质谱法是进行有机物鉴定的有力工具。对于复杂的有机化合物的定性，还要借助于红外光谱，紫外光谱，核磁共振等分析方法. 质谱图解释的一般方法: 一张化合物的质谱图包含有很多的信息，根据使用者的要求，可以用来确定分子量、验证某种结构、确认某元素的存在，也可以用来对完全未知的化合物进行结构鉴定。对于不同的情况解释方法和侧重点不同。质谱图一般的解释步骤如下： Francis Wi11iam Aston 1877－1945 质谱仪之父： 阿斯顿是英国物理学家，他长期从事同位素和质谱的研究。 他首次制成了聚焦性能较高的质谱仪，并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量，从而肯定了同位素的普遍存在。 同时根据对同位素的研究，他还提出了元素质量的整数法则。因此他荣获了1922年的诺贝尔化学奖。 质谱仪的发展： 质谱仪是分子质量精确测定与化合物结构分析的一种重要工具； 1912年生产出第一台质谱仪； 早期应用：原子质量、同位素相对丰度等； 40年代：高分辨率质谱仪出现，有机化合物结构分析； 60年代：色谱-质谱联用仪出现，有机混合物分离分析；促进天然有机化合物结构分析的发展； 70年代：质谱用于研究重质油，高沸点馏分、页岩油和煤焦油。 质谱仪组成及工作原理： 不论是哪种类型的质谱仪，其基本组成是相同的。都包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。 电子电离源(Electron Ionization EI) 电子电离源又称EI源，是应用最为广泛的离子源，它主要用于挥发性样品的电离。 由GC或直接进样杆进入的样品，以气体形式进入离子源，由灯丝F发出的电子与样品分子发生碰撞使样品分子电离。 一般情况下,灯丝F与接收极T之间的电压为70伏,所有的标准质谱图都是在70ev下做出的。 在70ev电子碰撞作用下,有机物分子可能被打掉一个电子形成分子离子，也可能会发生化学键的断裂形成碎片离子。由分子离子可以确定化合物分子量,由碎片离子可以得到化合物的结构。 对于一些不稳定的化合物,在70ev的电子轰击下很难得到分子离子。为了得到分子量，可以采用10—20ev的电子能量，不过此时仪器灵敏度将大大降低，需要加大样品的进样量。而且，得到的质谱图不再是标准质谱图。 快原子轰击源（Fast Atomic bombardment,FAB） 是另一种常用的离子源，它主要用于极性强、分子量大的样品分析。其工作原理如右图所示： *氩气在电离室依靠放电产生氩离子，高能氩离子经电荷交换得到高能氩原子流，氩原子打在样品上产生样品离子。*样品置于涂有底物（如甘油）的靶上。靶材为铜，原子氩打在样品上使其电离后进入真空，并在电场作用下进入分析器。*电离过程中不必加热气化，因此适合于分析大分子量、难气化、热稳定性差的样品。例如肽类、低聚糖、天然抗生素、有机金属络合物等。*FAB源得到的质谱不仅有较强的准分子离子峰，而且有较丰富的结构信息。但是，它与EI源得到的质谱图很不相同。*其一是它的分子量信息不是分子离子峰M，而往往是（M+H）+或（M+Na）+等准分子离子峰；其二是碎片峰比EI谱要少。 电喷雾源(Electron spray Ionization，ES