大気イオン移動度スペクトルを利用した大気微量成分測定法の開発

利用大气离子迁移谱测量大气微量成分方法的开发

基本信息

批准号：
08740381
负责人：
長門研吉
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kochi National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740381/
关键词：
大気イオン移動度スペクトル

项目摘要

高分解能ドリフトチューブ型イオン移動度計を利用した、大気微量成分測定法を開発するための基礎実験を行った。まず、対流圏大気中におけるイオン-分子反応によってイオン組成が時間とともにどのように変化するのかを移動度スペクトルを用いて精密に調べた。正イオンにおいては、イオン生成後数10ms後に移動度1.8cm^2V^<-1>s^<-1>に1本のピークだけが現われ、反応時間やイオン-分子反応モデルとの比較からアンモニアイオンであると推定された。その後移動度スペクトルでは反応時間1sの間にかけて5本のピークが現れた。これらのイオン組成は現在のところ不明であるが、他の研究グループによる質量分析計の測定結果などと比較すると、アンモニアよりも陽子親和力の大きなピリジンや他のアミン類であると推定される。また、移動度が0.9cm^2V^<-1>s^<-1>付近に4本のピークが存在することも確認された。移動度の値からこれらのイオン種の質量は400amuを超えると考えられ、そのような重いイオンが対流圏において生成されるメカニズムは現在まで知られていない。移動度スペクトルに現れたこれらのイオン種を明らかにするために、移動度-質量分析システムの試作を行った。質量分析部は4重極マスフィルター、チャンネルトロン検出器およびターボ分子ポンプ(2401/s)から成る。また、ドリフトチューブ型移動度計とのインターフェース部には、ピンホールおよびスキマ-を配置し2台のロータリーポンプで排気するようにした。今後、このシステムを用いてイオン種の同定作業を進めて行く予定である。

进行了基础实验，开发了一种使用高分辨率漂移管离子淌度计测量大气痕量成分的方法。首先，我们使用迁移谱来精确研究对流层大气中离子-分子反应导致的离子组成如何随时间变化。对于正离子，在离子产生后几十毫秒内仅出现一个迁移率为1.8cm^2V^<-1>s^<-1>的峰，通过与反应时间和离子-分子反应模型的比较可知：氨推测是离子。此后，在 1 s 的反应时间内，迁移率谱中出现了 5 个峰。这些离子的成分目前尚不清楚，但与其他研究小组的质谱仪测量结果相比，估计它们是吡啶或其他胺，它们对质子的亲和力比氨更大。还确认了存在四个迁移率约为0.9cm^2V^<-1>s^<-1>的峰。根据其迁移率值，这些离子种类的质量被认为超过 400 amu，而对流层中产生此类重离子的机制目前尚不清楚。为了澄清迁移谱中出现的这些离子种类，我们构建了原型迁移率质谱系统。质谱仪由四极杆质量过滤器、通道加速器检测器和涡轮分子泵（2401/s）组成。另外，在与漂移管流度计的接口处放置一个针孔和一个撇渣器，并使用两个旋转泵来排出空气。将来，我们计划使用该系统来识别离子种类。