Hiden HPR-60 MBMS 分子束質譜儀－自由基、離子與反應中間體分析

產品概述

Hiden HPR-60 MBMS 是一套針對 reactive gas species 與 atmospheric plasma 所設計的 Molecular Beam Mass Spectrometer。

傳統毛細管取樣在分析自由基與高反應性物種時，可能因氣體與管壁碰撞、停留時間過長或物種間持續反應，使真正存在於反應區域中的中間體在進入質譜儀前即發生改變。

HPR-60 MBMS 採用 multi-stage differentially pumped skimmer inlet，將氣體高速膨脹形成分子束，使 radicals、ions、neutrals、clusters 及其他反應性物種能在降低壁面與分子碰撞的條件下輸送至質譜分析器。

可客製化的取樣入口能與不同反應器、電漿系統、催化反應器、燃燒系統及氣相製程設備連接，尤其適合一般氣體取樣方式無法完整保存反應中間體資訊的研究。

Molecular Beam 分子束取樣的分析價值

分析自由基與高反應性中間體時，真正困難的往往不是質譜儀本身，而是如何將樣品從反應區域傳輸到分析器。

如果取樣過程時間太長，radicals 可能在管路中重新結合、與其他分子反應，或與管壁碰撞而消失，使量測結果無法代表真正的反應環境。

HPR-60 MBMS 透過多級差動抽氣與 skimmer cone 形成分子束，可大幅縮短高反應性物種在取樣系統中的交互作用時間，因此特別適合進行 reaction intermediates、free radicals 與 atmospheric plasma species 的分析。

主要性能與技術特色

• Molecular Beam Sampling：可由接近大氣壓條件進行分子束取樣。
• 多級差動抽氣：透過 multi-stage differential pumping 將反應性物種傳輸至質譜分析器。
• 低壁面碰撞：降低 radicals 與管壁碰撞及二次反應造成的訊號損失。
• 中性物種分析：可分析 neutral gas-phase species。
• 自由基分析：適合 reactive radicals 與氣相中間體研究。
• 正負離子分析：支援 positive / negative ion analysis。
• 可更換 Skimmer Cone：使用者可更換取樣錐，並可進行 bias。
• Electron Attachment：適合 electronegative radicals 與負離子相關研究。
• APSI-MS：Appearance Potential Soft Ionisation，可用於自由基與複雜氣相分析。
• Triple Filter：搭載 Hiden 精密三重濾波四極桿質譜分析器。
• 質量範圍：可配置 300、510 或 1000 amu。
• 高質量 Cluster 選項：特殊配置可支援更高質量 cluster 研究。
• 能量分析範圍：可選 100 eV 或 1000 eV。
• 高速反應：分子束與低死體積設計提供快速時間反應。
• MASsoft Professional：提供完整控制、資料記錄及外部設備整合。

適用研究與應用

• Atmospheric Pressure Plasma 大氣壓電漿
• Low Pressure Plasma 低壓電漿
• Plasma Chemistry 電漿化學
• 自由基與 Reaction Intermediate 研究
• 電負性自由基與負離子研究
• 反應動力學 Reaction Kinetics
• 瞬態反應與 Transient Species 分析
• Plasma Catalysis 電漿催化
• 催化反應器氣相中間體分析
• Combustion Chemistry 燃燒化學
• Flame Chemistry 火焰化學
• CVD / MOCVD 氣相製程研究
• 大氣化學與環境氣相反應
• Atmospheric Plasma Medicine
• PADI-MS 電漿輔助解吸電離
• Clusters 與高質量氣相物種研究

大氣壓電漿與 Plasma Chemistry

大氣壓電漿內存在大量短生命週期 radicals、metastables、ions 與中間反應物種，其實際濃度與生成機制往往決定電漿處理、表面改質、電漿醫學與電漿催化的反應效果。

HPR-60 MBMS 可直接從 atmospheric plasma effluent 或反應區域進行分子束取樣，使反應性物種在進入質譜儀前維持較接近原始狀態。

因此可用於探討 plasma chemistry、物種生成機制、反應路徑及不同電漿參數造成的氣相化學變化。

自由基與反應中間體分析

自由基通常具有高度反應性，生命週期可能極短，因此一般長管路氣體取樣方式容易造成 radical loss。

HPR-60 MBMS 的多級 skimmer 分子束設計，可將 radicals 由反應環境直接傳輸至質譜離子源，降低與其他 species 及 chamber wall 的交互作用。

配合 APSI-MS 與 Electron Attachment 等分析模式，可進一步改善自由基與電負性物種的辨識能力。

APSI-MS 軟電離

在傳統 Electron Impact Ionisation 中，較高電子能量可能使分子產生大量碎裂訊號，造成複雜反應氣相難以判讀。

APSI-MS（Appearance Potential Soft Ionisation）透過控制電子能量接近特定物種的 ionisation threshold，可降低部分 fragmentation，協助辨識 parent species 與自由基。

對 plasma chemistry、combustion 與 reactive gas phase intermediates 等複雜氣相研究具有重要價值。

Electron Attachment 負離子分析

HPR-60 MBMS 可配置 Electron Attachment Ionisation mode，用於研究具有較高 electron affinity 的 electronegative species。

透過電子附著形成負離子，可提供與傳統正離子 EI 質譜不同的分析資訊，特別適合電負性自由基與電漿化學反應研究。

Plasma Catalysis 與反應器研究

在 plasma-assisted catalysis 中，電漿與催化劑共同作用可能產生一般熱催化系統中不存在的 radicals、excited species 與 reaction intermediates。

HPR-60 MBMS 可直接由電漿催化反應區域取樣，協助研究氣相中間體、催化劑與電漿間的交互作用，以及產物形成機制。

系統的客製化 inlet 亦可依不同 reactor geometry 與操作壓力進行設計。

燃燒與火焰化學研究

燃燒過程中會形成大量短生命週期 radicals 與 intermediate species，例如不同烴類裂解、氧化與燃燒中間產物。

分子束質譜可在降低後續反應與壁面損失的條件下進行取樣，因此特別適合 flame chemistry、combustion kinetics 及複雜燃燒反應網路研究。

MASsoft Professional 軟體

HPR-60 MBMS 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行質譜儀控制、方法設定、即時資料顯示、長時間資料記錄與外部訊號整合。

軟體支援 USB 2.0、RS232 與 Ethernet 通訊，並提供完整 I/O，可將其他設備的溫度、壓力、流量、電漿功率及實驗訊號與質譜資料同步記錄。

恩詠技術服務

恩詠有限公司提供 Hiden HPR-60 MBMS 之產品選型、分子束入口設計、反應器與電漿設備介面評估、真空系統規劃、設備整合、安裝、教育訓練與技術支援。

若您的研究涉及 Atmospheric Plasma、Plasma Catalysis、Radicals、Reactive Intermediates、Combustion、CVD / MOCVD 或其他高反應性氣相物種，可提供反應器形式、操作壓力、溫度、氣體組成、預計分析 species 與研究目的，由恩詠協助評估適合的 HPR-60 MBMS 配置。