(monografia wstęp) - Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii

MONOGRAFIA
Różnicowa spektrometria ruchliwości jonów
dr inż. Mirosław Maziejuk
1. Wstęp
2. Historia powstania spektrometrii ruchliwości jonów
3. Budowa klasycznego spektrometru IMS
3.1. Budowa układu gazowego dla klasycznych IMS-ów
3.2. Podstawowe zależności matematyczne dla klasycznych IMS-ów
3.3. Budowa komory IMS zastosowanej w sygnalizatorze „ALERT”
3.3.1 Wnioski wynikające z badań i użytkowania komory z sygnalizatora „Alert-2”
3.4. Budowa ceramicznej komory IMS
4. Podstawowe reakcje jonowe
5. Budowa różnicowego spektrometru ruchliwości jonów
5.1. Zasada działania różnicowego spektrometru ruchliwości jonów
5.2. Budowa ceramicznego różnicowego spektrometru ruchliwości jonów
6. Podstawowe parametry zjonizowanych gazów w różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów
7. Symulacja działania spektrometru DMS
8. Optymalizacja parametrów DMS-a
8.1. Optymalizacja pod względem przepływu i temperatury gazu
8.2. Optymalizacja DMS-a pod względem dodatków w gazie nośnym
9. Temperatura efektywna jonu
9.1. Wpływ temperatury efektywnej jonu na rodzaj jonów reakcyjnych
9.2. Wyznaczanie temperatury efektywnej jonu na podstawie zaniku prądu jonowego
10. Badania własności BST za pomocą modelu DMS-a wykonanego w WIChiR
10.1. Badania Iperytu siarkowego
10.2. Badania dla Somanu
11. Metody wyznaczaniu rodzaju wykrywanego gazu dla spektrometrii DMS
12. Układ detekcyjny - kolumna chromatograficzna / spektrometr ruchliwości jonów
12.1. Układ detekcji GC/IMS
12.2. Układ detekcji GC/DMS
2
12.3. Układ detekcji DMS/IMS
12.4. Układ detekcji IMS/MS
13. Układ detekcyjny IMS/DMS
13.1 Budowa AIMS
13.2 Opis spektrometru IMS sterowanego polem elektrycznym
13.3 Symulacja działania IMS-u sterowanego polem elektrycznym
13.4 Działanie układu IMS/DMS podczas badania własności detekcyjnych dla chloru
14. Jonizacja gazu w spektrometrach DMS
14.1.Jonizacja za pomocą źródeł promieniotwórczych
14.2.Wyładowania koronowe
14.3.Promieniowanie UV
14.4.Miniaturowe lampy rentgenowskie
14.5.Jonizacja pod wpływem elektronów pochodzących z zimnej emisji zastosowanie
nanorurek węglowych i grafenu
Literatura
Dodatek
4
4
7
12
13
16
18
19
21
25
25
27
30
32
36
36
46
46
52
54
56
57
61
66
72
72
74
75
76
81
81
82
83
89
91
91
92
92
92
93
96
99
1. Wstęp
Wykrywanie bojowych substancji trujących z wysoką czułością, z wysokim
progiem zaufania, o bardzo krótkich czasach reakcji (od kilku do kilkunastu sekund)
wciąż stanowi dość trudne zadanie dla konstruktorów. Jedyną techniką
umożliwiającą tak szybką rekcję na gaz toksyczny jest technika spektrometrii
ruchliwości jonów.
Technologia ta na świecie rozwija się bardzo dynamicznie. Zainteresowało
się nią wielu światowych potentatów np. Smith Detection, który do wykrywania
bojowych środków trujących wykonał następujące przyrządy:
• GID-3
• CAM
• MCAD
• LCD-3.x
Podobnie firma BRUKER Daltonics
• RAID-100
a także firma ENVIRONICS
• M-90
• ChemProm 100
W Polsce prowadzono również prace nad tą techniką, jednakże w pełni
polskim przyrządem tego typu jest tylko ALERT-2 – produkowany w niewielkich
ilościach – rocznie kilka sztuk przez Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii.
Autor monografii brał udział w pracach projektowych tego przyrządu i nadal
uczestniczy w pracach badawczych mających na celu rozwijanie i zastosowanie
techniki spektrometrii ruchliwości jonów w polskich przyrządach z zastosowaniem
nowych odmian tej techniki, min. różnicowej spektrometrii ruchliwości DMS jonów,
inaczej nazywaną FAIMS.