膜材料對膜進樣離子遷移譜（MI-IMS）的檢測性能有較大影響。本研究基于自制的MI-IMS,通過研究目標物在膜內的滲透過程、考察目標物在膜內的傳輸模型,對比了聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和聚四氟乙烯（PTFE）膜在不同條件下對MI-IMS檢測性能的影響,研究了這兩種膜材料在不同厚度下對于2,4,6-三硝基甲苯（TNT）的透過效率以及對水蒸氣的阻隔效果。研究表明,不同類型的膜材料在物質滲透過程中受檢測條件影響的差異較大,相同條件下TNT在PDMS膜中的透過效率遠高于PTFE膜,而PTFE膜對水蒸氣表現(xiàn)出更好的阻隔效果�？紤]儀器的靈敏度以及對水蒸氣的阻隔效果,在膜溫度為180℃,載氣流速為200mL/min的最優(yōu)條件下,將厚度為100μm的PDMS膜應用于自制的膜進樣離子遷移譜系統(tǒng)中對常見爆炸物進行檢測,該儀器對TNT、硝化甘油（NG）、季戊四醇四硝酸酯（PETN）和環(huán)三亞甲基三硝胺（RDX）的檢測限分別為109pg、37pg、172pg和91pg,實現(xiàn)了利用MI-IMS對爆炸物的穩(wěn)定檢測。 

【文章來源】：分析儀器. 2020,(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

MI-IMS結構示意圖

載氣是將樣品引入電離區(qū)的介質，其流速對樣品在MI-IMS中的信號強度有較大影響。載氣流速過低，導致樣品不能及時被引入漂移管內發(fā)生電離，從而使樣品信號強度下降；載氣流速過高，樣品濃度降低，導致信號強度減弱。以TNT為基準物，膜溫度在180℃時，考察了不同載氣流速下TNT在裝配有PDMS膜和PTFE膜的MI-IMS中信號強度的變化趨勢，實驗結果如圖2所示。對于PDMS膜，載氣流速由100mL/min增加到在200mL/min時，信號強度逐漸升高，隨著載氣流速的進一步增加，信號強度開始降低并趨于穩(wěn)定；對于PTFE膜，載氣流速由100mL/min增加到在150mL/min時，信號強度逐漸升高，隨著載氣流速的進一步增加，信號強度開始降低并趨于穩(wěn)定。綜上所述，在PDMS膜和PTFE膜IMS中載氣流速分別為200 mL/min和150mL/min。2.2 膜溫度的影響

然而，當使用PTFE膜時，此時載氣流速150mL/min，膜溫度對TNT信號強度的影響與使用PDMS膜時表現(xiàn)出不同趨勢，實驗結果如圖3b所示；隨著溫度升高，目標信號強度逐漸升高。主要是由于TNT在PTFE膜中的溶解擴散速率低于TNT的蒸發(fā)速率；PTFE屬于微孔性膜，溫度升高，TNT分子的熱運動加劇，導致TNT的擴散速率升高，然而受限于膜孔徑和孔隙，導致TNT在PTFE膜中的擴散速率很低；此時CA主要由溶解擴散速率決定。因此隨著溫度升高，擴散速率增加導致目標物信號強度升高。由于裝置加熱效率限制，溫度最高只能維持在210℃，因此未對溫度進行進一步的探究。2.3 對水蒸氣的阻隔效果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微波誘導等離子體離子遷移譜用于痕量爆炸物檢測的研究[J]. 代漸雄,趙忠俊,朱爽,段憶翔.  分析化學. 2018(08)
[2]單向氣流負電暈放電離子遷移譜的研究及其在爆炸物檢測中的應用[J]. 劉驥巍,彭麗英,黃衛(wèi),王衛(wèi)國,蔣丹丹,孫琪,李海洋.  分析化學. 2016(08)



本文編號：3601529