一种离子源及包含该离子源的化学成分检测系统

本发明涉及离子源，尤其涉及一种可用于化学成分检测的离子源。

背景技术：

1、大气中的有机物在氧化剂的作用下会产生气相产物和颗粒相产物。对于气相产物和颗粒相产物的检测仍存在挑战，这些产物和试剂离子发生反应会产生分子离子，可以利用其荷电特性检测其具体成分。但是离子试剂具有选择性，不同的离子试剂可以使不同的化合物电离。

2、然而，传统的离子源往往只能产生一种离子试剂，且更换离子源比较麻烦。因此，发展一种通用的，操作方便的化学电离装置，能够在具有不同化学选择性的多种试剂离子之间快速切换，可以实现气态污染物和颗粒物污染物的检测，对于解决各种检测过程中遇到的各种问题是非常有意义的。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的至少一种缺陷，第一方面，本发明一实施方式提供了一种离子源，包括多个电离单元，每个所述电离单元包括：

2、离子生成腔室；

3、能量部件，作用于所述离子生成腔室，使其中的试剂分子发生电离，形成离子；以及

4、电场形成部件，通过多个所述电场形成部件形成不同方向的电场或者不形成电场能够使所述离子留在所述电离单元或者随载气离开所述电离单元。

5、根据本发明一实施方式，所述电场形成部件包括第一电极和第二电极，沿所述载气的流动方向，所述第二电极位于所述第一电极的下游。

6、根据本发明一实施方式，所述离子源包括气体流量控制单元，与所述多个电离单元相连通，所述第一电极位于所述第二电极与所述气体流量控制单元之间；和/或，

7、通过所述第一电极能够形成第一电场，通过所述第二电极能够形成第二电场，所述第一电场的方向与所述第二电场的方向相同或相反。

8、根据本发明一实施方式，所述离子源包括气体流量控制单元和/或载气单元，所述气体流量控制单元用于调控所述多个电离单元的气体流量，所述载气单元用于为所述多个电离单元提供载气和/或稀释气。

9、根据本发明一实施方式，所述多个电离单元包括至少一个液体试剂电离单元和/或至少一个气体试剂电离单元，所述至少一个液体试剂电离单元包括第一液体试剂电离单元，所述至少一个气体试剂电离单元包括第一气体试剂电离单元。

10、根据本发明一实施方式，所述离子源包括能够使流体通过的第一气体通路，所述第一液体试剂电离单元设置于所述第一气体通路上，在所述第一气体通路上设置有第一连接部和第二连接部，所述第一气体通路分别通过所述第一连接部和所述第二连接部与所述载气单元相连，所述离子生成腔室和所述第一电极位于所述第一连接部和所述第二连接部之间。

11、根据本发明一实施方式，所述气体流量控制单元包括泵和与所述泵相连的多条气体流量控制通路，每条所述气体流量控制通路与一个所述电离单元相连；在所述气体流量控制通路上设置有用于调节流体流量的调节阀；和/或，

12、所述载气单元包括气源和至少一个流量控制器，所述气源用于提供所述载气，所述流量控制器与所述液体试剂电离单元相连；和/或，

13、所述能量部件为软x射线发生器。

14、根据本发明一实施方式，所述离子源包括化学电离反应单元，所述化学电离反应单元与所述多个电离单元相连通，所述离子在所述化学电离反应单元内与待测物质发生化学反应。

15、第二方面，本发明一实施方式提供了一种化学成分检测系统，包括上述的离子源和检测器。

16、第三方面，本发明一实施方式提供了一种化学成分检测方法，包括如下步骤：

17、通过多个电离单元提供多种离子；所述多种离子包括待用离子和其他离子，所述待用离子会与待测物质进行化学反应以进行化学成分的检测；

18、将所述待用离子置于第二电场中，所述第二电场能够推动所述待用离子离开所述电离单元；以及

19、将所述其他离子置于没有电场的环境中，或者与所述第二电场的方向相反的电场环境中。

20、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

21、1、本发明一实施方式的离子源，通过电场形成部件形成不同方向的电场或者不形成电场，能够切换所排出的离子的种类，从而实现对所输出的离子种类的有效控制，且切换简便。

22、2、本发明一实施方式的化学成分检测系统，可以实现对气态污染物和颗粒物污染物的检测，试剂离子切换简便、技术安全、电离效果好、成本低廉。

23、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种离子源，包括多个电离单元，每个所述电离单元包括：

2.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述电场形成部件包括第一电极和第二电极，沿所述载气的流动方向，所述第二电极位于所述第一电极的下游。

3.根据权利要求2所述的离子源，包括气体流量控制单元，与所述多个电离单元相连通，所述第一电极位于所述第二电极与所述气体流量控制单元之间；和/或，

4.根据权利要求2所述的离子源，包括气体流量控制单元和/或载气单元，所述气体流量控制单元用于调控所述多个电离单元的气体流量，所述载气单元用于为所述多个电离单元提供载气和/或稀释气。

5.根据权利要求4所述的离子源，其中，所述多个电离单元包括至少一个液体试剂电离单元和/或至少一个气体试剂电离单元，所述至少一个液体试剂电离单元包括第一液体试剂电离单元，所述至少一个气体试剂电离单元包括第一气体试剂电离单元。

6.根据权利要求5所述的离子源，其中，所述离子源包括能够使流体通过的第一气体通路，所述第一液体试剂电离单元设置于所述第一气体通路上，在所述第一气体通路上设置有第一连接部和第二连接部，所述第一气体通路分别通过所述第一连接部和所述第二连接部与所述载气单元相连，所述离子生成腔室和所述第二电极位于所述第一连接部和所述第二连接部之间。

7.根据权利要求4所述的离子源，其中，所述气体流量控制单元包括泵和与所述泵相连的多条气体流量控制通路，每条所述气体流量控制通路与一个所述电离单元相连；在所述气体流量控制通路上设置有用于调节流体流量的调节阀；和/或，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子源，包括化学电离反应单元，所述化学电离反应单元与所述多个电离单元相连通，所述离子在所述化学电离反应单元内与待测物质发生化学反应。

9.一种化学成分检测系统，包括权利要求1至8中任一项所述的离子源和检测器。

10.一种化学成分检测方法，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种离子源及包含该离子源的化学成分检测系统，该离子源包括多个电离单元，每个所述电离单元包括离子生成腔室、能量部件以及电场形成部件；所述能量部件作用于所述离子生成腔室，使其中的试剂分子发生电离，形成离子；通过多个所述电场形成部件形成不同方向的电场或者不形成电场能够使所述离子留在所述电离单元或者随载气离开所述电离单元。本发明一实施方式的离子源，通过电场形成部件形成不同方向的电场或者不形成电场，能够切换所排出的离子的种类，从而实现对所输出的离子种类的有效控制，且切换简便。

技术研发人员：王炜罡,陈岩,葛茂发,刘明元
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4