Экспериментальное и теоретическое изучение проявления основных фоновых однозарядных аргидных ионов ArM+ в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Однозарядные фоновые аргидные ионы ArH+, ArN+, ArO+ и Ar2+ создают очень сильные спектральные помехи при элементном и изотопном анализе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС-ИСП). В работе экспериментально исследовано поведение данных основных фоновых аргидных ионов в условиях МС-ИСП в зависимости от высокочастотной мощности плазмы и скорости транспортирующего потока аргона. Теоретически методом термодинамического моделирования изучено поведение указанных аргидных ионов при варьировании температуры плазмы и скорости транспортирующего потока аргона. Отмечены общие закономерности изменения интенсивности основных фоновых аргидных ионов и эффективности их образования при варьировании операционных параметров индуктивно связанной плазмы. Достигнуто хорошее совпадение полученных экспериментальных и теоретических зависимостей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Пупышев

Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: pupyshev@gmail.com

Department of Physical and Chemical Methods of Analysis, Institute of Physics and Technology

Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620066

П. В. Зайцева

Уральский федеральный университет; Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Email: pupyshev@gmail.com

Department of Physical and Chemical Methods of Analysis, Institute of Physics and Technology

Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620066; ул. Амундсена, 101, Екатеринбург, 620016

М. Ю. Бурылин

Кубанский государственный университет

Email: pupyshev@gmail.com

Analytical Chemistry Department, Faculty of Chemistry and High Technologies

Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

А. Г. Абакумов

Кубанский государственный университет

Email: pupyshev@gmail.com

Analytical Chemistry Department, Faculty of Chemistry and High Technologies

Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

П. Г. Абакумов

Кубанский государственный университет

Email: pupyshev@gmail.com

Analytical Chemistry Department, Faculty of Chemistry and High Technologies

Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар, 350040

Список литературы

  1. Пупышев А.А. Однозарядные аргидные ионы ArM+ в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Обзор // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 9. С. 783. https://doi.org/10.31857/S0044450223090116 (Pupyshev A.A. Singly charged argide ArM+ ions in inductively coupled plasma–mass spectrometry // J. Anal. Chem. 1998. V. 53. № 9. P. 783. https://doi.org/ 10.1134/S1061934823090113)
  2. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 276 с.
  3. Пупышев А.А., Сермягин Б.А. Дискриминация ионов по массе при изотопном анализе в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 132 с.
  4. Houk R.S., Praphairaksit Narong. Dissociation of polyatomic ions in the inductively coupled plasma // Spectrochim. Acta B: Atom. Spectrosc. 2001. V. 56. P. 1069. https://doi.org/10.1016/S0584-8547(01)00236-1
  5. Becker J.S., Dietze H.-J. Investigations on cluster and molecular ion formation by plasma mass spectrometry // Fresenius J. Anal. Chem. 1997. V. 359. P. 338. https://doi.org/10.1007/s002160050583
  6. Becker J.S., Seifert G., Saprykin A.I., Dietze H.-J. Mass spectrometric and theoretical investigations into the formation of argon molecular ions in plasma mass spectrometry // J. Anal. Atom. Spectrom. 1996. V. 11. P. 643. https://doi.org/10.1039/JA9961100643
  7. Fang Liu. Building a database with background equivalent concentrations to predict spectral overlaps in ICP-MS. Diss. ... doctor of philosophy. Ohio, USA: The Ohio State University, 2017. 342 p.
  8. Белов Г. В. Термодинамическое моделирование: методы, алгоритмы, программы. М.: Научный мир, 2002. 184 с.
  9. Трусов Б.Г. TERRA. Программа термодинамического расчета состава фаз произвольных гетерогенных систем, а также их термодинамических и транспортных свойств. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.
  10. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2013. 96 с.
  11. Belov G.V., Iorish V.S., Yungman V.S. IVTANTHERMO for Windows – database on thermodynamic properties and related software // Calphad. 1999. V. 23. № 2. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(99)00023-1
  12. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические функции ArO и ArO+ // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. № 2. С. 202. https://doi.org/10.31857/S0040364420020131 (Maltsev A., Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic functions of ArO and ArO+ // High Temperature. 2020. V. 58. № 2. P. 184. https://doi.org/10.1134/S0018151X20020133)
  13. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические свойства димеров аргона и Ar2+ // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 1. С. 42. https://doi.org/10.1134/S0040364419010174 (Maltsev A., Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic properties of Ar2+ and Ar2 argon dimers // High Temperature. 2019. V. 57. № 1. P. 37. https://doi.org/10.1134/S0018151X19010176)
  14. Maltcev M.A., Aksenova S.A., Morozov I.V., Minenkov Y., Osina E.L. Ab initio calculations of the interaction potentials and thermodynamic functions for ArN and ArN+ // J. Comput. Chem. 2023. V. 44. № 12. P. 1189. https://doi.org/10.1002/jcc.27078
  15. Мальцев М.А., Морозов И.В., Осина Е.Л. Термодинамические свойства ArH+ и ArH // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 3. С. 367. https://doi.org/10.1134/S0040364419020121 (Maltsev A., Morozov I.V., Osina E.L. Thermodynamic properties of ArH+ and ArH // High Temperature. 2019. V. 57. № 3. P. 335. https://doi.org/10.1134/S0018151X19020123)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальное изменение логарифмов интенсивности I(X+) (имп/с) основных фоновых ионов ИСП (скорректированные, кроме H+, на эффект дискриминации ионов по массе) в зависимости от скорости транспортирующего потока аргона VAr (л/мин) и высокочастотной мощности плазмы W, Вт: 1 – 800, 2 – 1000, 3 – 1200, 4 – 1400.

Скачать (809KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экспериментальное изменение логарифмов эффективности образования основных фоновых аргидных ионов ИСП I(ArM+)/I(M+) в зависимости от скорости транспортирующего потока аргона VAr (л/мин) и высокочастотной мощности плазмы, Вт: 1 – 800, 2 – 1000, 3 – 1200, 4 – 1400.

Скачать (843KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетное изменение логарифмов концентрации (cм–3) основных фоновых нейтральных частиц n(X) и их ионов n(X+) в ИСП в зависимости от температуры T (К) при различных расходах транспортирующего потока аргона VAr, л/мин: (a), (б) – 0.22; (в), (г) – 1.0.

Скачать (378KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Расчетное изменение логарифмов концентрации (cм–3) основных фоновых нейтральных аргонсодержащих частиц n(X) и их ионов n(X+) в ИСП в зависимости от температуры T(К) при различных расходах транспортирующего потока аргона VAr, л/мин: (a), (б) – 0.22; (в), (г) – 1.0.

Скачать (316KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Расчетное изменение логарифмов эффективности образования основных фоновых аргидных ионов n(ArM+)/n(M+) (ppm) в ИСП в зависимости от температуры T (К) при различных расходах транспортирующего потока аргона VAr, л/мин: (a) – 0.22; (б) – 1.0.

Скачать (152KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024