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正离子谱峰:
19,37,55,73,91,109,127,145,163,181,199,217,235,253,271,289 等等,我们不难发现所有的分子序列相差18,可以用通项公式表示上述序列:1+18n(其中n=1,2,3……,自然数)。而我们知道水的分子式为:H2O=18
也就是说上述二次离子谱峰的规律可以解释为:H(H2O)n(+)得分子碎片,这也为我们进一步了解水分在在固态条件下具体的结构,同时,也为氢键的存在提供了有利的佐证。
关于二次离子电离的模型:
1。 断键模型---解释原子二次离子形成
基本假设:离子基态假设-离子态是基态,观察到二次离子离化的概率决定于离子态是否在能量上有利于以离子形式离开表面。
2。分子模型
基本假设:离子只能从表面的一定距离出逃逸出来
形成的离子是由于中性分子溅射而解离
在飞离表面的原子间,因为相互碰撞而产生能量级联
因此,离子解离的形成在分子离开表面的过程中发生电荷交换
3。脱附解离模型
基本假设:二次子轰击样品表面,导致而表面吸附分子,原子基团振动增强,而导致其电离。
4。价带模型
基于这样一个事实:金属离子的氧化态在二次离子基团中起重要作用
二次子关键技术是一次离子源及飞行时间检测器
目前采用的主要一次离子源:LIMG(Ga, Au, Bi),Cs, C60等等,
检测器:ESA/Reflectron
氧化硅---正离子,Si+ --28,Si-OH+ ----45等;负离子:Si-O2+ ---60,Si-O3-H+--- 77;
硅氧烷---正离子, 28,Si-CH3----43,Si-C3H9---73,147等
如何获得高分辨率的二次离子质谱图呢?
1。优化一次离子源的参数,尤其是脉冲的宽度
2。优化质谱仪参数,使二次离子角动量和能量最大化
3。检测器的时间分辨系统
聚苯乙烯会有哪些特征峰呢?
正离子:77,91,103,115,128,152,165,178等。为CnHm+碎片。
负离子则比较简单,碳原子数目大于6(72~75)之后,谱峰信号很弱了。
飞行时间-二次离子质谱仪,TOF-SIMS, 是一种既能测试有机物,又能测试无机物的一种检测仪器,其质谱的基本原理:
使用一次的离子源(Ga,Cs, O2, etc)轰击样品,产生二次离子,激发的二次离子被引入一个无场区(drift tube),自由飞行,飞行时间的长短,与离子的mass-to-charge ratio的二分之一此方成正比;也就是说,质量数越小的离子飞得越快,到达检测器的时间越短,反之,质量数越大的离子飞得越慢,到达检测器的时间越长,这样就可以实现质谱的分离。