Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Tabrizchi,Hossein Farrokhpour
محمود تبریزچی (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Rana Kiani Alibagheri
رعنا کیانی علی باقری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Investigation of the Effect of Humidity on Drift Time of Product Ions in Ion Mobility Spectrometry
Ion mobility spectroscopy is used to identify chemical species, especially narcotics and explosives. This technique is based on ion mobility which depends on temperature, pressure, ion nature, and molecules in which the ion moves. Peaks are displaced by the temperature and the pressure. For each material , at certain temperature and pressure, there are certain characteristic peaks that can be used to identify the material s . The moisture content of the gas also has a significant effect on the displacement of the peaks, which can lead to an error in the identification of the materials. These studies have been carried out on reactant species in IMS Research Laboratory of Isfahan University of Technology. In this research, the effect of water vapor on drift time of product species has been investigated. For this purpose, two kinds of materials, narcotics and explosives, were selected. The ionization source used in this project was Corona. Because of the high proton affinity of narcotics, positive Corona has been used, and the reactant ion selected for this group of materials was ammonium. Also Due to the high electron affinity of explosives, we used negative Corona, and also chlorine ion as the reactant ion. The experiments were carried out at three different temperatures: 200, 180 and 160 degrees Celsius. The moisture, saturated water vapor, was introduced to the system in intervals of 10 cm 3 /min from 0 to 100 cm 3 /min and through the drift gas. The overall humidity, the total humidity of the environment and the added water vapor, was measured by the water vapor concentration monitor in ppm. In dry condition where the amount of steam added through the gas to the tubes was zero, the moisture content is 12 ppm. By adding moisture, the peaks moved toward the drift time. Our results show ed that the inverse of the drift time changes linearly with the logarithm of water concentration. This behavior is similar to the behavior observed for reactant ions. However, in this case the slope is less and there are no significant changes for heavy ions. The reason for this observation is the lack of absorption of water molecules by massive heavy ions. Applying the results of our project, it is possible to predict and correct the displacement of peaks due to environmental humidity penetration and minimize identification error.
طیف سنجی تحرک یونی برای شناسایی گونه ها بخصوص مواد مخدر و منفجره بکار می رود. اساس این تکنیک بر تحرک یونی استوار است که خود تابع دما، فشار، ماهیت یون و مولکول هایی که یون در آن حرکت می کند می باشد. پیک ها تحت تاثیر دما و فشار جابجا می شوند. برای هر ماده در دما و فشار معین پیک های خاصی وجود دارد که ملاک شناسایی قرار می گیرد. رطوبت گاز نیز اثر قابل ملاحظه ای بر جابجایی پیک ها دارد که می تواند موجب خطا در شناسایی مواد گردد. در این تحقیق به بررسی اثر وجود بخار آب بر زمان رانش گونه ها پرداخته شده است. از آنجا که در تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه تحقیقیاتی IMS دانشگاه صنعتی اصفهان این بررسی ها بر روی گونه های واکنشگر انجام شده، در این پایان نامه سعی بر آن بوده که تاثیر رطوبت موجود بر روی گونه های محصول بررسی شود. به این منظور دو گروه مواد شامل مواد مخدر و مواد منفجره انتخاب شدند. منبع یونیزاسیون مورد استفاده در این پایان نامه کرونا بوده است. به دلیل پروتون خواهی بالای مواد مخدر از کرونا در مُد مثبت استفاده و یون واکنشگر مورد استفاده برای این دسته از مواد آمونیم انتخاب شد. همچنین به دلیل الکترون خواهی بالای مواد منفجره، از کرونای منفی استفاده شد و یون کلر به عنوان یون واکنشگر استفاده شد. این آزمایشات در سه دمای 200، 180 و 160 درجه سانتی گراد انجام گرفته است. رطوبت افزوده شده به دستگاه با استفاده از یک جریان گاز اشباع از بخار آب از مقدار صفر تا صد سانتی متر مکعب بر دقیقه با فاصله های ده تایی تنظیم شده و از طریق گاز رانش وارد سل دستگاه شد. رطوبت کلی که مجموع رطوبت محیط و بخار آب افزوده شده می باشد، توسط دستگاه سنجش غلظت بخار آب برحسب ppm اندازه گیری شد. در شرایط خشک که میزان بخار آب افزوده شده از طریق گاز رانش به سل صفر می باشد و میزان رطوبت برابر با 12ppm بدست آمد. با افزودن بخار آب پیک ها به سمت زمان های رانش بیشتر جابجا شدند. نتایج نشان داد که عکس زمان رانش به صورت خطی با لگاریتم غلظت آب تغییر می کند. این رفتار مشابه رفتاری است که برای یون های واکنشگر مشاهده شد. با این تفاوت که شیب تغییرات کمتر است. برای یون های سنگین تقریبا تغییراتی وجود ندارد. علت این موضوع تمایل نداشتن به جذب مولکول های آب برای یون ها سنگین و حجیم است. با استفاده از نتایج این پایان نامه می توان جابجایی پیک ها در اثر نفوذ رطوبت محیط پیش بینی و تصحیح نمود و خطای شناسایی را حداقل نمود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی