Способ определения органических соединений методом поверхностной ионизации Советский патент 1974 года по МПК G01N27/66 

1

Изобретение относится к области аналитической химии, одна из задач которой состоит в выявлении малых примесей веществ при хроматографическом анализе материалов, а также в обнаружении малых количеств определенных веществ в атмосфере воздуха.

Известен способ обнаружения органических соединений, основанный на измерении проводимости диода с нагретым металлическим анодом, изменяющейся при напуске в него порций органических соединений в условиях обязательного присутствия атмосферы воздуха или кислорода: в отсутствие кислорода «апуск соединений не приводит к изменению проводимости диода.

Изменение проводимости диода в указанном способе может вызываться как поверхностной ионизацией продуктов реакций с кислородом напускаемых в диод соединений, так и другими механизмами ионизации.

Поэтому указанный способ не может применяться для селективного детектирования соединений определениых классов.

Цель изобретения состоит в расширении возможности применения способа поверхностной ионизации, в частности, для селективного обнаружения определенных соединений, ионизирующихся с большой эффективностью путем поверхностной ионизации, в смесях соединений. К эффективно ионизируемым со2

единениям относятся, например, амины, гидразины и другие соединения, содержащие аминные группы. Поверхностная ионизация исследуемых смесей веществ осуществляют на термоэмиттерах из окисленных металлов в вакуумных условиях при пониженном давлении смесей; выбор температур термоэмиттеров должен быть достаточен для эффективной ионизации ископаемых веществ, но не должен приводить к быстрому испарению окислов с поверхности термоэмиттеров и к их порче.

Определение требуемых соединений в смесях веществ производят с помощью вакуумного диодного устройства, в котором эмиттер выполняют из тугоплавких металлов, покрытых плотным слоем окислов, а коллектор - из любого металла, применяемого в электровакуумной промышленности. Окисление эмиттеров производят либо заранее в отдельном

приборе, либо в самом диодном устройстве

при прогревании в нем эмиттеров в условиях

напуска воздуха или кислорода.

После приготовления термоэмиттера диодное устройство откачивают через ловушку с жидким азотом до давлений ЬЮ тор, между эмиттером и коллектором прикладывают разность потенциалов - 100 В для отбора с эмиттера образующихся полол ительных ионов, устанавливают требуемую температуру эмиттера и пропускают сквозь устройство анализируемую смесь при пониженном давлении. Ток положительных ионов в цепи эмиттер- коллектор измеряют электрометрическим усилителем постоянного тока, включенным в компенсационную схему для исключения собственной термоионной эмиссии эмиттера. Окончательную настройку диодного устройства производят путем регулирования температуры термоэмиттера до получения тока максимальной величины при используемом давлении смеси. Ток положительных ионов можно также измерять масс-спектрометрическим способом, позволяющим раздельно измерять токи ионов различного химического состава. В этом случае термоэмиттер служит источником ионов масс-спектрометра. Предложенный способ был испытан при использовании в качестве термоэмиттера окисленного вольфрама.. Вольфрам окисляли при Т ж 1000° К, давлении кислорода , тор в течение МИН. При этом получали слой окислов на его поверхности толщиной в несколько долей микрона. После изготовления термоэмиттера устанавливали его температуру 900°К и пропускали анализируемую смесь, соблюдая следующие условия: давление смеси при производстве отдельных анализов не должно превыщать ЫО-2 тор, а при (непрерывной работе - 1-10-5 тор; при использовании способа в газовой хроматографии допустимы парциальные давления разделенных компонент смесей органических соединений до 1 10 тор и нет ограничений для давлений газов-носителей (Не, N2, Аг). Температура эмиттера «е должна превышать 1200° К. Предмет изобретения Способ определения органических соединений методом поверхностной ионизации, заключающийся в подаче на термоэмиттер исследуемой смеси и измерении тока ионизации, отличающийся тем, что, -с целью расширения пределов применения способа, например, для селективного определения аминов и гидразинов, определение ведут при пониженном давлении анализируемой смеси, обеспечивающем температуру ионизации определяемого компонента ниже температуры выхода из строя термоэмиттера.