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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».