《材料研究方法教学资料》8 MS 复习.ppt

* * 8 质谱分析复习 MS 8.1 概述 8.2 MS基本原理 8.3 离子的类型 8.4 MS定性分析及图谱解析 8.5 MS定量分析 8.6 GC-MS联用技术 8.7 MS在材料研究中的应用 MS 质谱分析的定义： 质谱分析方法是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。 8.2 质谱基本原理 被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比(m/e)分开并按质荷比大小排列成谱图形式，根据质谱图可确定样品成分、结构和相对分子质量。 MS 图8-1 聚甲基丙烯酸乙酯的热裂解质谱图 MS 图8-3 单聚焦质谱仪 MS ? ? 质谱方程式，是设计质谱仪器的主要依据。 MS 8.2.2.2 质谱仪的主要技术指标 1. 分辨率 分辨率是指仪器对相邻两质谱峰的区分能力。相邻等高的两个峰，其峰谷不大于峰的10％时，就定义为可以区分（如图8-7）。 MS 图8-7 两峰部分重叠 MS 2. 灵敏度与信噪比 灵敏度是表示仪器出峰(或信号)的强度与样品用量的关系。如果用的样品量少而出的峰强度大就说明灵敏度高。 MS 3. 质量范围 质量范围是指仪器可以测定的最小到最大质量数。目前高分辨仪器可达到的质量数是2干至l万多。但这些高值都是在降低加速电压的情况下得到的，所以一般应注意在仪器加速电压最高档时的质量范围。 MS 4. 质量精度 利用质谱仪定性分析时，质量精度是一个很重要的性能指标。在低分辨质谱仪中，仪器的质量指示标尺精度不应低于±0.4质量数。高分辨率质谱仪给出离子的精确质量，相对精度一般在1-10ppm。 MS 8.2.3 质谱图的表示和解释方法 在质谱图中每个质谱峰表示一种质荷比 m/z 的离子，质谱峰的强度表示该种离子峰的多少，因此根据质谱峰出现的位置可以进行定性分析，根据质谱峰的强度可以进行定量分析。 MS 对于有机化合物质谱，根据质谱峰的质荷比和相对强度可以进行结构分析。 图 8-8 空气的质谱图。 MS MS 横坐标表示 m/z(实际上就是磁场强度)，由于分子离子或碎片离子在大多数情况下只带一个正电荷，所以通常称m/z为质量数。 MS 质谱图的纵坐标表示离子强度，在质谱中可以看到几个高低不同的峰，纵坐标峰高代表了各种不同质荷比的离子丰度-离子流强度。 MS 离子流强度有两种不同的表示方法: （1）绝对强度 （2）相对强度 MS （2）相对强度 以质谱峰中最强峰作为100％，称为基峰（该离子的丰度最大、最稳定），然后用各种峰的离子流强度除以基峰的离子流强度，所得的百分数就是相对强度。 MS 8.3 离子的类型 当气体或蒸气分子(原子)进入离子源(例如电子袭击离子源)时，受到电子轰击而形成各种类型的离子。 MS （1）分子离子峰：反应式（8-1）形成的离子ABCD+称为分子离子或母离子。因为多数分子易于失去一个电子而带一个正电荷，所以分子离子的质荷比值就是它的相对分子质量。 MS （2）同位素离子峰： 分子离子峰并不是质荷比最大的峰，在它的右边常常还有和等小峰，这些峰是由于许多元素具有同位素的缘故，称为同位素峰。 MS （3）碎片离子峰：除产生分子离子外，尚有足够能量致使化学键断裂，形成带正、负电荷和中性的碎片，所以在质谱图上可以出现许多碎片离子峰。 MS 碎片离子的形成和化学键的断裂与分子结构有关，利用碎片峰可协助阐明分子的结构。 MS （4）重排离子峰 （5）两价离子峰 （6）两价离子峰 （7）亚稳离子峰 MS 8.4 质谱定性分析及图谱解析 ? 通过质谱图中分子离子峰和碎片离子峰的解析可提供许多有关分子结构的信息，因而定性能力强是质谱分析的重要特点。 * * * * *