單向氣流負(fù)電暈放電離子遷移譜的研究及其在爆炸物檢測(cè)中的應(yīng)用

劉驥巍 彭麗英 黃衛(wèi) 王衛(wèi)國(guó) 蔣丹丹 孫琪 李海洋

摘 要 基于離子遷移譜的爆炸物探測(cè)儀多采用放射性電離源，發(fā)展非放射性電離源一直是該技術(shù)的研究熱點(diǎn)。本研究基于電暈放電原理設(shè)計(jì)了一種新型負(fù)電暈放電電離源結(jié)構(gòu)，結(jié)合自行研制的離子遷移譜儀，應(yīng)用于痕量爆炸物的快速、高靈敏檢測(cè)。單向氣流模式下，對(duì)此電離源的氣流、放電電壓等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，得到最佳實(shí)驗(yàn)條件為：電暈放電電離源結(jié)構(gòu)的電極環(huán)孔直徑為3 mm，針-環(huán)距離為2 mm，放電電壓為2400 V，漂氣流速為1200 mL/min。在此條件下，避免了放電副產(chǎn)物氮氧化物和臭氧等引發(fā)的一系列復(fù)雜反應(yīng)，得到了單一的反應(yīng)試劑離子O 2（H2O）n。將其應(yīng)用于爆炸物，如2，4，6-三硝基甲苯（TNT）、硝酸銨（AN）、硝化甘油（NG）、太安（PETN）、黑索金（RDX）等的高靈敏快速直接檢測(cè)，對(duì)TNT的檢測(cè)限達(dá)到200 pg/μL。結(jié)果表明，此負(fù)電暈放電電離源具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無輻射性、反應(yīng)試劑離子單一等優(yōu)點(diǎn)，在爆炸物快速高靈敏檢測(cè)、公共安全保障等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 離子遷移譜；爆炸物；電離源；負(fù)電暈放電；單向氣流