[发明专利]一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置与方法

权利要求书

1.一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置,其特征在于：所述装置各部件包括从上到下依次设置的紫外光源(1)、推斥电极(2)、毛细管(3)、磁环(4)、聚焦电极(5)、引出电极(6)、金属栅网(7)和金属孔电极(8)，所述紫外光源(1)发射的紫外光通过推斥电极(2)中心的小孔进入电离区(9)；电离区(9)位于引出电极(6)和推斥电极(2)之间，在推斥电极(2)壁上设置有通孔(10)，且毛细管(3)通过通孔(10)延伸到达电离区(9)内，样品气体通过毛细管(3)到达电离区(9)内；所述的紫外光源(1)、推斥电极(2)、聚焦电极(5)、磁环(4)、引出电极(6)、金属栅网(7)和金属孔电极(8)依次同轴设置；

所述紫外光源(1)位于推斥电极(2)的正上方，所述紫外光源(1)是射频无窗紫外灯，用于产生紫外光，所述推斥电极(2)由设置有圆孔的金属片构成，其中心孔径由上到下逐渐增大，在推斥电极(2)下方设置的聚焦电极(5)是设置有圆环的金属电极，聚焦电极(5)外侧套有磁环(4)，用于增加高能光电子与样品分子的碰撞电离效率；所述聚焦电极(5)下方设置的引出电极(6)也是设置有圆孔的金属电极；所述引出电极(6)的下表面粘贴一层金属栅网(7)，金属栅网(7)由金属细丝交错连接呈筛网状，用于金属孔电极(8)表面溢出的光电子的快速加速；所述引出电极(6)的下方设置有金属孔电极(8)为中空的圆柱状或圆台柱状，中心孔从顶端到底端逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置,其特征在于：所述推斥电极(2)与聚焦电极(5)之间、聚焦电极(5)与引出电极(6)之间、引出电极(6)与金属孔电极(8)之间分别通过绝缘材料隔绝。

3.根据权利要求1所述的一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的装置，其特征在于：所述聚焦电极(5)外侧的磁环(4)为使用NdFeB材料的N42磁铁，采用轴向充磁，磁场强度为1200Mags，改变了高能光电子在电离区(9)的运动轨迹，增大了高能光电子与样品分子的碰撞电离效率。

4.一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的方法，其特征在于：应用紫外光源(1)产生的紫外光通过推斥电极(2)的中心孔照射到金属孔电极(8)的表面，使金属孔电极(8)表面发生光电效应产生光电子，并在电离区快速加速形成高能光电子，避免了低能光电子的形成；

具体过程如下：

1)紫外光源(1)产生的紫外线光通过推斥电极(2)的中心孔进入电离区(9)，照射到金属孔电极(8)的表面产生光电子；

2)在推斥电极(2)、引出电极(6)和金属孔电极(8)分别施加电压，金属栅网(7)使电离区(9)的电场强度增强，进入电离区(9)的光电子在电场的作用下快速加速到20～40eV，形成高能光电子；

3)样品气体通过推斥电极(2)壁上的毛细管(3)输送入电离区(9)内，电离区(9)内的样品气体分子与高能量光电子发生碰撞电离，形成正离子，从而抑制了低能光电子与样品分子发生共振电离而产生负离子；

4)正离子从金属孔电极(8)上溢出，经过狭缝(11)后进行传输整形进入质谱质量分析器进行分析。

5.根据权利要求4所述的一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的方法，其特征在于：所述紫外光源(1)为充有Kr气体的放电灯,所述推斥电极(2)、引出电极(6)和金属孔电极(8)所加电压分别为18V、16V和-14V。

6.根据权利要求4所述的一种抑制低能光电子共振电离产生负离子的方法，其特征在于：所述样品气体为含有若干杂质的SF₆气体，SF₆浓度大于99％。