icp审审ms的离子运动研究与仪器实现-ion movement research and instrument implementation of icp examination ms.docx

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要近年来，新材料、新能源行业迅猛发展，环境生态、食品安全问题日益凸显，ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）作为具有广泛适用性的痕量超痕量分析工具，涉足领域愈来愈广，体现出巨大的发展潜力。拥有国人自主研发的高水平电感耦合等离子体质谱仪器已经成为广大分析工作者的强烈愿望和迫切需求。本文以“ICP-MS仪器的研制”项目为依托，从研究离子整个运动过程的角度来实现仪器工作参数的优化、新型部件的设计。本文在对等离子体气流运动和离子提取过程的研究中，首次建立了正离子提取模型，评价了锥后空间电荷效应的影响，解释了ICP-MS分析中常见的轻质量歧视现象；利用电磁场分析软件SIMION模拟了离子在现有透镜系统中的运动轨迹，以优化电极电压组合提高离子传输效率，提出了基于四极静电偏转以及扫描驱动的新型离子传输系统的设计方案；分析了离子在四极射频场中运动过程，通过计算机模拟获得四极质谱图，探讨了与四极滤质器分辨率、扫描质量范围、丰度灵敏度等参数相关的因素，提出了四极质量分析系统的整体设计方案，包括结构及扫描系统的设计。目前第一代样机已经研制完成，并具备基本的无机元素、同位素检测能力，本文中就其已具有的分析能力及部分性能参数做出了评估，对现阶段仍存在的问题提出了实验解决方案。关键词：电感耦合等离子体质谱仪离子运动仪器实现ABSTRACTIntherecentyears,fieldsofmaterialandenergyhasbeenbooming,alsoproblemsinenvironmentandfoodsafetyhasbeenprominent,ICP-MS,asadetectionapparatus,hasbeenwidelyappliedinvariousfields,showingextremepotentinultra-tracedetection.Itisastrongdesireandurgentneedsfortheanalysisoperatorthatournationshouldpossesstheinductivelycoupledplasmamassspectrometryanalysisdevice,whichisresearchedanddevelopedbyourselves.ThispaperisbasedonandsupportedbytheprojectICP-MSinstrumentdevelopment,andtakesresearchfromthewholeion-movementperspectivetoachievetheoptimizationoftheinstrumentoperatingparametersandthedesignofnewcomponents.Fromstudyingtheprocessoftheflowmovementoftheplasmaandionextraction,thispaperinitiallyestablishedapositiveionextractionmodel,evaluatedthespacechargeeffectaftercone,explainedthelightqualitydiscrimination,whichisacommonphenomenoninICP-MSanalysis,simulatedthetrajectoryofioninthecurrentlenssystembyusinganelectromagneticfieldsanalysissoftwareSIMIONinordertooptimizetheelectrodevoltagecombinationandincreasetheiontransmissionefficiency,proposedanewdesignofiontransportsystemsbasedonel