文档介绍：第三章电离技术及离子源
电子轰击源(Electron impact ionization, EI)
灯丝在高真空中被电流炽热,发射出电子,经电离电压加速进入电离区,与汽化的样品分子作用使得一些分子获得能量失去电子而形成正离子。
辅助磁场可使电子运动轨迹成螺旋线性,增大与中性分子的碰撞几率。
而生成的离子束沿着与电子束成直角的方向被一高的加速电压引出。
一般采用70 eV的轰击能量,标准谱图就是70 eV下获得。
不同能量下苯甲酸的EI源质谱图
在不同能量电子束时苯甲酸的EI谱中的主要离子丰度
离子
(m/Z)
不同能量电子束时离子的相对丰度
9eV
12eV
15eV
20eV
30eV
70eV
122
100
100
100
100
100
100
105
0

77

51

39

EI源优点:
(1)多数情况下,能获得分子离子,即可获得分子量的信息。同时也能获得很多由于分子离子碎裂所表现出来的结构信息。由分子离子及大量的碎片离子,可以推演出碎裂过程,从而可以推出被测有机分子的结构。
(2)适应性广。
(3)可以精确地控制电子束能量,从而能方便地控制有机分子的电离及分子离子的内能,也即能控制分子离子的碎裂。
EI源的缺点:
(1)对有些化合物来说,不能得到或仅能得到极弱的分子离子峰。如链烃、醇等,这时就难以确定被测物分子的分子量。
(2)对一些位置异构体(如二氯苯)和顺反异构体不能分辨,或鉴别起来十分困难。
(3)对于那些十分依赖加温才能挥发的有机物,有时因热不稳定而只能测得分解产物的质谱(如肽类化合物),有的因根本不挥发而测不到有用的谱(如聚苯乙烯)。
化学电离源(Chemical ionization source, CI)
化学电离源的示意图
通过引入大量的试剂气,使样品分子与电离电子不直接作用。试剂气分子被电子轰击电离后因离子-分子反应产生一些活性反应离子,这些离子再与样品分子发生离子-分子反应,使样品分子实现电离。
CH4 + e  CH4+ + 2e
CH4++ CH4  CH3+ CH5+
CH3+ + CH4  H2 + C2H5+
CH2++ CH4  H2 + C2H4+

C2H3+ + H
C2H3+ + CH4  H2 + C3H5+
常用反应气:
甲烷、丙烷、异丁烷、氢气、氨、氮气、一氧化碳、氩气等
优点:
(1) 分子量信息&结构信息
(2) 灵敏度高
(3) 有时可区分异构体。
缺点:对热不稳及不挥发的化合物仍然不适用。
EI ×10-4 Pa
CI ×102 Pa