[发明专利]一种无栅网离子漏斗阱装置及其方法和用途

权利要求书

1.一种离子漏斗阱装置在气相离子分子反应中的应用，其特征在于，所述气相离子分子反应在离子漏斗阱装置中发生；所述气相离子分子反应为高气压、长时间气相离子分子反应；所述高气压为10¹-10³Pa；所述长时间为10²-10³ms；

所述离子漏斗阱装置包括N片环形电极片，所述环形电极片均为无栅网电极片，N≥3且为整数；相邻的所述环形电极片间通过绝缘方式连接；每片环形电极片上均设置有圆形通孔；

所述离子漏斗阱装置还包括反应漏斗和电压控制单元；所述反应漏斗由所述环形电极片沿圆形通孔的轴线方向设置形成；所述电压控制单元与环形电极片连通，以约束进入所述反应漏斗内的气相离子；所述反应漏斗包括中空反应区，所述中空反应区由所述圆形通孔形成；所述气相离子进入中空反应区后被约束，并在中空反应区进行离子分子反应后，排出；

所述环形电极片沿气相离子飞行方向上依次包括：入口电极片、中间电极片和出口电极片；所述入口电极片为第1片环形电极片，所述出口电极片为第N片环形电极片，所述中间电极片为第2片至第N-1片环形电极片；

所述电压控制单元包括直流电单元、射频电单元和脉冲电单元；所述直流电单元包括第1直流电单元和第2直流电单元；所述射频电单元包括第1射频电单元和第2射频电单元；所述脉冲电单元包括第1脉冲电单元和第2脉冲电单元；

所述气相离子分子反应的方法中的加电方式选自下述方法：

所述第1直流电单元和第2直流电单元，分别施加于第1片环形电极片上和第N-1片环形电极片上，用于在轴向上约束气相离子；所述第1射频电单元和第2射频电单元，分别施加于第1片环形电极片和第2片环形电极片上，用于在径向上约束气相离子；所述第1脉冲电单元和第2脉冲电单元，分别额外施加于第1片环形电极片和第N片环形电极片上，用于在轴向上约束气相离子。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述入口电极片的圆形通孔内径为D₁，出口电极片的圆形通孔内径为D₂，其中，D₁大于D₂；所述中间电极片的圆形通孔内径D₃小于或等于D₁，且大于D₂；沿气相离子飞行方向上，中间电极片的圆形通孔内径D₃整体上呈现逐渐变小的趋势；

和/或，所述环形电极片的材质为金属。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，相邻环形电极片之间的间距L相同，所有环形电极片的厚度d均相同。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，间距L与环形电极片的厚度d相等；

和/或，所述相邻环形电极片之间设置绝缘片。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述绝缘片的厚度与环形电极片的厚度d相等；

和/或，所述绝缘片的尺寸与所述环形电极片适配；

和/或，所述环形电极片和绝缘片通过绝缘圆柱杆固定。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，第1射频电单元和第2射频电单元的射频电压幅度相同、极性相反。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述装置还包括气体引入单元；所述气体引入单元包括冷却气引入管和反应气引入管。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述冷却气引入管和反应气引入管的引气口设置于所述反应漏斗的外壁。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述气相离子在所述离子漏斗阱装置中，在1000Pa条件下发生气相离子分子反应1000ms。